第三章組合邏輯電路ppt課件

1、 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路第三章 組合邏輯電路 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路邏輯電路組合邏輯電路時(shí)序邏輯電路電路的輸出僅取決于該時(shí)辰電路的輸入。電路的輸出不僅取決于該時(shí)辰電路的輸入,還取決于電路過去的輸入。分析設(shè)計(jì) 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路內(nèi)容： 邏輯門電路 組合邏輯電路的分析 組合邏輯電路的設(shè)計(jì) 組合邏輯電路的競爭與冒險(xiǎn) 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路第一節(jié) 邏輯門電路一、邏輯門電路符號識別或門舊國標(biāo) 新國標(biāo) 國外常用+1與門&非門。1。FFFFFFF

2、FFABABABABABABAAA 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路與非門&或非門+1 + 1與或非門=1。異或ABABABABABABABABFFFFFFABCDABCDFFFF& 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路二、邏輯函數(shù)的實(shí)現(xiàn)1.用“與非門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 求出函數(shù)的最簡與-或表達(dá)式； 將最簡與-或式轉(zhuǎn)換為與非-與非表達(dá)式； 畫出與函數(shù)表達(dá)式對應(yīng)的邏輯電路圖。2.用“或非門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 求出函數(shù)的最簡或-與表達(dá)式； 將最簡或-與式轉(zhuǎn)換為或非-或非表達(dá)式； 畫出與函數(shù)表達(dá)式對應(yīng)的邏輯電路圖。例1.用與非門實(shí)現(xiàn)F=ABC+

3、ABC+BCD+BC 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路3.用“與或非門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 求出反函數(shù)的最簡與-或表達(dá)式； 將最簡與-或式轉(zhuǎn)換為與或非表達(dá)式； 畫出與函數(shù)表達(dá)式對應(yīng)的邏輯電路圖。例2.用或非門實(shí)現(xiàn)F=CD+ACD+ABD+ACD例3.用與或非門實(shí)現(xiàn))14,12, 7 , 6 , 5 , 4 , 3 , 1 (),(mDCBAF 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路4.用“異或門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 求出函數(shù)的最簡方式； 將函數(shù)轉(zhuǎn)換為異或表達(dá)式； 畫出與函數(shù)表達(dá)式對應(yīng)的邏輯電路圖。例4.用異或門實(shí)現(xiàn))7 , 4 , 2 , 1 (),(mCBA

4、F 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路第二節(jié) 組合邏輯電路的分析分析步驟:電路圖表達(dá)式最簡式真值表分析功能并改良 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路列真值表:1.簡單電路 1根據(jù)變量的輸入數(shù)為n，得知有2n種組合，即真值表有2n行；2 標(biāo)出每個(gè)門的輸出符號，并在真值表中開辟相應(yīng)一列；3由輸入端向輸出端一列一列地填寫真值表。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路2.復(fù)雜電路1給每個(gè)門的輸出標(biāo)以不同符號；2 先求出和輸入相連的每個(gè)門的輸出的邏輯表達(dá)式；3求出和上述門輸出相連的每個(gè)門輸出的邏輯表達(dá)式；4反復(fù)3，直到求出一切門

5、輸出的邏輯表達(dá)式；5在最后輸出的邏輯表達(dá)式中，代入一切門輸出的邏輯表達(dá)式，使得輸出僅是輸入的函數(shù)。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例1.&1。ABCACBFadcb 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例2.&111=1。ABACCBBCF 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路練習(xí)1.&1111ABCF1F2。P5P4P3P2P11 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路練習(xí)2.111G0G1G2G3B0B1B2B3 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏

6、輯電路第三節(jié) 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：1.邏輯問題描畫 將設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)換為邏輯問題，即用真值表或表達(dá)式的方式來描畫設(shè)計(jì)問題；2.邏輯函數(shù)化簡 用代數(shù)法或卡諾圖法將邏輯問題化為最簡與或式；3.邏輯函數(shù)變換 根據(jù)給定邏輯門的類型、數(shù)量等要素，將表達(dá)式轉(zhuǎn)換為所需方式；4.畫邏輯電路圖并思索實(shí)踐工程問題。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路設(shè)計(jì)要求真值表邏輯表達(dá)式卡諾圖簡化的表達(dá)式消除競爭與冒險(xiǎn)電路圖 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例1.用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)判別XY的邏輯電路，其中X、Y為兩個(gè)二位的二進(jìn)制數(shù)。x1 x2 y1 y2F0 0 0 00

7、 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1 00 0 x1 x2 y1 y2F1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10000 000111111一、單輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì) 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路化簡：111111x1x2y1y200 01 11 1000011110表達(dá)式：F=x1y1+x1x2y2+x2y1y2x1y1 x1x2y2 x2y1y2 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路電路圖：y2x2y2

8、y1x1&。F 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例2.用與非門設(shè)計(jì)三變量多數(shù)表決器。分析：當(dāng)變量中有兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入為時(shí)，輸出為，否那么輸出為。A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 1A B CF1 0 01 0 11 1 01 1 111110000 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路表達(dá)式：F=ABC + ABC + ABC + ABC化簡：F=AB + BC + AC =AB BC AC電路圖：&。FACB 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例3.奇偶校驗(yàn)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。(以四位二

9、進(jìn)制的偶校驗(yàn)為例)練習(xí).奇偶校驗(yàn)檢測器的設(shè)計(jì)。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路二、多輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì)例1.設(shè)計(jì)一個(gè)一位二進(jìn)制半加器。分析:輸入變量分別為兩個(gè)加數(shù),輸出“和、“進(jìn)位兩個(gè)變量。A BS C0 00 1 01 10 1 0 0 0 0 1 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路表達(dá)式 S = AB+AB = A B C = AB電路圖&1ABSC邏輯符號COSCAB 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例2.設(shè)計(jì)一個(gè)一位二進(jìn)制全加器。分析：全加器即為兩位二進(jìn)制數(shù)及一位來自低位的進(jìn)位相加，產(chǎn)生一位

10、進(jìn)位及一位和。Ai Bi Ci-1Si Ci0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 1 0 1001 0 0 0 1 0111 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路表達(dá)式 Si = AiBiCi-1+AiBiCi-1+AiBiCi-1+AiBiCi-1 Ci = AiBiCi-1+AiBiCi-1+AiBiCi-1+AiBiCi-1 = AiBi+BiCi-1+AiCi-1電路圖 邏輯符號CI COABiCi-1SC 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例3.用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3

11、碼的代碼轉(zhuǎn)換器。分析：輸入為8421碼，用A、B、C、D表示，輸出為余3碼，用W、X、Y、Z表示，其中四位二進(jìn)制數(shù)的16種組合只用了10種，其他6種作為恣意項(xiàng)。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路真值表A B C D W X Y Z A B C D W X Y Z0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 10 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1

12、1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 01 0 1 1 1 1 0 0 d 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路第四節(jié) 組合邏輯電路的競爭與冒險(xiǎn)一、競爭與冒險(xiǎn)的產(chǎn)生1.傳輸時(shí)延：信號經(jīng)過邏輯門和導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的時(shí)間延遲。如：F = AB用電路圖和波形圖時(shí)間圖來表示：電路圖&ABF波形圖ABFt1t1+tpdt2t2+tpdt0 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路2.競爭：邏輯電路中，由于組成電路的邏輯門 和導(dǎo)線的延遲時(shí)間的影響，同一輸入 信號經(jīng)過不同途徑到達(dá)輸出端的時(shí)間 有先有后的景象。冒險(xiǎn)：由競爭產(chǎn)生的電路輸

13、出錯(cuò)誤的景象。非臨界競爭：不會(huì)使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出的競爭臨界競爭：能使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出的競爭 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路二、舉例分析 F = AB+AC = ABAC分析：由表達(dá)式可得，當(dāng)B=1且C=1時(shí)， F=A+A=1，但由于電路的延時(shí)景象， 實(shí)踐輸出產(chǎn)生了冒險(xiǎn)景象。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路1。&。&。&。BACF假定非門、與非門的延時(shí)均為tpd，那么B=C=1時(shí)的時(shí)間圖如下：AacbF臨界競爭臨界競爭非臨界競爭非臨界競爭acb 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路三、判別冒險(xiǎn) 代數(shù)法 卡諾圖法1.代數(shù)判別法 函數(shù)表達(dá)式中某個(gè)變量A同時(shí)以原變量和反變量的方式存在，那么將表達(dá)式中其它變量的各種取值依次代入，假設(shè)能變換成A+A或AA的方式，那么電路能夠有冒險(xiǎn)。 數(shù)數(shù) 字字 邏邏 輯輯第三章第三章 組合邏輯電路組合邏輯電路例. F = AB+AC+ACA變量和C變量有競爭的能夠A： B C F C： A B F 0 0 A 0 0 C 0 1 A 0 1 1 1 0 A 1 0 C 1 1 A+A 1 1