第5章組合邏輯電路

1、數(shù)字電路引言數(shù)字電路的應(yīng)用產(chǎn)品電子電路中的信號(hào)分為兩大類：一類稱為模擬信號(hào)，它是指時(shí)間上和數(shù)值上的變化都是連續(xù)的信號(hào)，如圖（a） 中的正弦信號(hào)，處理模擬信號(hào)的電路叫做模擬電路。t(a)一類稱為數(shù)字信號(hào)，它是指時(shí)間上和數(shù)值上的變化都是不連續(xù)的，如圖（b）中的信號(hào)，處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路。t(b)數(shù)字電路和模擬電路不同點(diǎn)：（1）數(shù)字電路中的信號(hào)在時(shí)間上是離散的脈沖信號(hào)，而模擬電路中的信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)（2）數(shù)字電路所研究的是電路的輸入，輸出之間的邏輯關(guān)系，而模擬電路則是研究電路的輸入輸出之間的大小和相位等問(wèn)題。（3）在兩種電路中，晶體管的工作狀態(tài)不同。數(shù)字電路中晶體管工

2、作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，也就是交替地工在飽和與截止兩種狀態(tài)，而在模擬電路中晶體管多工作在放大狀態(tài)。取其中、個(gè)取樣點(diǎn)。以點(diǎn)為例，該點(diǎn)的模擬電壓為3V，將其送入一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換 器后可得到以數(shù)字、表示的數(shù)字電壓，如圖1.1.10b所示。同樣地也可以得到、點(diǎn)的 數(shù)字編碼。當(dāng)信號(hào)的取樣點(diǎn)數(shù)足夠多時(shí)，原信號(hào)就可以被較真實(shí)地復(fù)制下來(lái)。當(dāng)然，必要的話還可以通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器將已經(jīng)數(shù)字化的信號(hào)還原成模擬信號(hào)。CD驅(qū)動(dòng)器數(shù)模轉(zhuǎn)換器線性放大器音頻信號(hào)的模擬再現(xiàn)揚(yáng)聲器10110010聲波CD光碟的再現(xiàn)過(guò)程3.6V邏輯12.4V0.8V邏輯00VTTL電路對(duì)應(yīng)的邏輯電平數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)：1.2.3.4.5.功耗小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，成本

3、低穩(wěn)定，工作準(zhǔn)確可靠，抗干擾能力強(qiáng)，精度高設(shè)置和修改方便，靈活（可編程）容易實(shí)現(xiàn)、加密、壓縮、傳輸和再現(xiàn)。第5章組合邏輯電路5.15.25.35.45.5邏輯關(guān)系邏輯門(mén)電路邏輯函數(shù)的標(biāo)識(shí)及其化簡(jiǎn)組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)常用的集成組合邏輯電路1邏輯關(guān)系三種基本邏輯關(guān)系11. 與邏輯關(guān)系： 當(dāng)決定事件的各個(gè)條件全部具備之后，事件才會(huì)發(fā)生。與門(mén)真值表ABCEY邏輯式Y(jié) = ABC與門(mén)邏輯符號(hào)A B C&Y口訣：有0 出0，全1 出1ABCY00001111001100110101010100000001三種基本邏輯關(guān)系12. 或邏輯關(guān)系：當(dāng)決定事件的各個(gè)條件中有一個(gè)或一個(gè)以上具備之后，事件就

4、會(huì)發(fā)生。A邏輯式Y(jié)=A+B+CB C或門(mén)真值表EY或門(mén)邏輯符A B C> 1Y口訣：有1 出1，全0 出0ABCY00001111001100110101010101111111三種基本邏輯關(guān)系13. 非邏輯關(guān)系：決定事件的條件只有一個(gè)，當(dāng)條件具備時(shí)， 事件不會(huì)發(fā)生，條件不存在時(shí)，事件發(fā)生。R邏輯式 Y = AAE非門(mén)真值表Y非門(mén)邏輯符號(hào)1AY口訣：有0 出1，有1 出0AY0110復(fù)合邏輯關(guān)系1Y= ABC1. 與門(mén)和非門(mén)構(gòu)成與非門(mén)A B C&Y2. 或門(mén)和非門(mén)構(gòu)或非門(mén)Y= A+B+CA B C1YA B C D3. 與或非門(mén)& 1YY= AB+CD口訣：有1出0，全0

5、出1口訣：有0出 ，全1出0三種基本邏輯關(guān)系14. 異或門(mén)Y=AÅB =AB +ABA 0B 0Y 0=ABAB=1011101110Y5. 同或門(mén)Y=AB =AB +AB=AÅBABY 100110101001AB=Y真值表復(fù)合邏輯關(guān)系1任何復(fù)雜的邏輯關(guān)系都可由三種基本邏輯關(guān)系組合而成，常用的邏輯關(guān)系有與非、或非、與或非、異或、同或等等。表5.1.4 常用邏輯關(guān)系及其門(mén)電路符號(hào)名 稱邏輯表達(dá)式邏輯符號(hào)功能說(shuō)明與門(mén)Y=AA&Y B輸入全1，輸出為1 輸入有0，輸出為0或門(mén)Y=A+BA1 Y B輸入有1，輸出為1 輸入全0，輸出為0非門(mén)Y = AA1Y輸入為1，輸出為

6、0 輸入為0，輸出為1名 稱邏輯表達(dá)式邏輯符號(hào)功能說(shuō)明與非門(mén)Y = A × BA&Y B輸入有0，輸出為1 輸入全1，輸出為0或非門(mén)Y = A + BA1Y B輸入有1，輸出為0 輸入全0，輸出為1異或門(mén)Y = AB + AB= A Å BA=1B輸入相異，輸出為1 輸入相同，輸出為0同或門(mén)Y = A × B + AB=ABA=Y B輸入相同，輸出為1 輸入相異，輸出為0與或非門(mén)Y = A× B + C × DA& 1 YBC D相與有1，輸出為0 相與全0 ，輸出為12邏輯門(mén)電路 二極管的等效電路二極管在電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)

7、閉合和斷開(kāi)由加在二極管兩極的電壓控制。1、對(duì)二極管加的正向電壓大于0.3V(鍺管），二極管處于正向?qū)顟B(tài)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。+USI2、對(duì)二極管加反向電壓時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。U +S分立元件門(mén)電路21. 二極管與門(mén)電路設(shè)二極管管壓降為0.3V設(shè) uA= 0, uB = uC = 3V+12V則 DA 優(yōu)先導(dǎo)通DB、DC 截止uY = 0.3VY= 0RuY= 0.3VDAADBYBCDC分立元件門(mén)電路21. 二極管與門(mén)電路設(shè) uA= uB= uC= 0DA、DB、DC 均導(dǎo)通uY = 0.3VY= 0+12VRu =0.3VYDA設(shè) u = u = u = 3VAYAB

8、CDBDA、DB、DC 均導(dǎo)通BuY=3.3Vu= 3.3VDCYCY= 1分立元件門(mén)電路21. 二極管與門(mén)電路由以上分析可知：只有當(dāng)A、B、C全為高電平時(shí)，輸出端才為高電平。恰好符合與門(mén)的邏輯關(guān)系。+12VRDAAYDBBDCA BCCA B C&YYY=A·B· C與門(mén)工作波形有0 出0，全出分立元件門(mén)電路2與門(mén)應(yīng)用舉例A A YBBY與門(mén)門(mén)開(kāi)啟門(mén)被封鎖門(mén)被封鎖實(shí)現(xiàn)測(cè)速功能T=1S分立元件門(mén)電路22.二極管或門(mén)電路設(shè) uA= 3.3V，uB = uC = 0.3V則 DA導(dǎo)通uY = 3.3 0.3 = 3VDB 、DC 截止Y= 1DAADBBu =3VYDC

9、CYR12V分立元件門(mén)電路22.二極管或門(mén)電路設(shè) uA = uB = uC = 3.3VDAD、D 、DA均導(dǎo)通ABuY = 3VY= 1CDBBu =3VDCYCYR12V分立元件門(mén)電路22.二極管或門(mén)電路設(shè) uA = uB = uC = 0.3VDA、 DB、DC 均導(dǎo)通uY =0 V，Y= 0DAADBBuY= 0VDCCYR12V分立元件門(mén)電路22.二極管或門(mén)電路由以上分析可知：只有當(dāng)A、B、C全為低電平時(shí)，輸出端才為低電平。符合或門(mén)的邏輯關(guān)系。DAADBBDCYCY= A+B+CR>1A B C12VY或邏輯關(guān)系：有1出10則0分立元件門(mén)電路2A BCY >1A B CY

10、Y= A+B+C或門(mén)工作波形NPN型晶體管飽和狀態(tài)+UCC（1） 發(fā)射結(jié)正向偏置；（2） 集電結(jié)正向偏置。即UCE < UBE條件C也可以用IB>IBS(基極電流的最大值）判斷是否進(jìn)入飽和狀態(tài)。增加時(shí)，I 基本不變 BT（1）IBC特征且I » +UCC / RCCE（2）UCE » 0.3VUCE » 0.3V晶體管C、E之間相當(dāng)于短路NPN型晶體管截止?fàn)顟B(tài)+UCC（1） 集電結(jié)反向偏置,（2） 發(fā)射結(jié)反向偏置，即UBE < 0條件CBT（1）I =0、 I» 0特SBC征 （2）UCE » +UCCE晶體管C、E之間相當(dāng)于

11、開(kāi)路UCE » +UCC分立元件門(mén)電路23. 晶體管非門(mén)電路設(shè) ：uA= 3V，T飽和導(dǎo)通。uY= 0.3V，Y= 0。=0.3V+UCCRC uYCBRkYATERBUBB設(shè)： uA= 0V， T截止uY= UCC ，Y= 1由以上分析可知：當(dāng)A為低電平時(shí)，輸出端為高電平。當(dāng)A為高電平時(shí)， 輸出端為低電平。正好符合非門(mén)的邏輯關(guān)系。+UCCuY= UCCRCRkAYTRBUBB非邏輯關(guān)系式：Y = A非門(mén)邏輯狀態(tài)表AY1 YA非門(mén)工作波形AY0110TTL集成門(mén)電路2Transistor-Transistor-logic輸入級(jí)和輸出級(jí)都成在芯片上能實(shí)現(xiàn)一定，簡(jiǎn)稱TTL門(mén)電路。采用晶體

12、管電路組成的，集邏輯運(yùn)算的各種單元門(mén)電路特點(diǎn)：TTL集成電路生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品參數(shù)穩(wěn)定，工作穩(wěn)定可靠，開(kāi)關(guān)速度高，應(yīng)用廣泛。我們主要應(yīng)用74LS系列。74LS00，74LS04等型號(hào)TTL與非門(mén)2TTL與非門(mén)組件就是將若干個(gè)與非門(mén)電路， 經(jīng)過(guò)集成電路工藝制作在同一芯片上。8+UCC7400組件包含四個(gè)兩輸入端與非門(mén)。7400地712346&&&&TTL與非門(mén)21. 工作原理TTL與非門(mén)由5個(gè)晶體管和5個(gè)電阻構(gòu)成。+5VR4R2R1B1T31T4A B CC1YT5+5VR3R5R1B1AC1T1 為多發(fā)射極晶體管， 在電路中起著與門(mén)的作用。BCT1等效電路T2+

13、5V設(shè)A= 0R2R4VB1=1VR1T拉電流T31T2T4A B Cu =3.6Vouo (Y)T5+5VR3RR5LR1B（?。?AB CC1設(shè) uA= 0.3V則 VB1= 0.3 + 0.7= 1VT2 、T5 截止T3、T4導(dǎo)通uo= 5 UBE3 UBE4 UR2= 5 0.7 0.7= 3.6VY= 1+5V+UCCR2V=2.1VB1VC2=1VT1TRT341A B CT2T1T5uo (Y)灌電流R3設(shè)A=B=C= 1R5設(shè) uA=uB=uC=3.6V，輸入端全部是高電平，VB1升高，足以使T2 ,T5導(dǎo)通，uo=0.3V,Y= 0。且VB1=2.1V，T1發(fā)射結(jié)全部反偏。

14、VC2 =VCE2+ VBE5 = 0.3 + 0.7= 1V，使T3導(dǎo)通，T4截止。R4uo= 0.3V由以上分析得到結(jié)論當(dāng)輸入端A、B、C均為高電平時(shí), 輸出端Y為低電平。當(dāng)輸入端A、B、C中只要有一個(gè)為低電平，輸出端就為高電平, 正好符合與非門(mén)的邏輯關(guān)系。A B CY=ABCY&1 出 0有 0 出 1，（2）應(yīng)用舉例門(mén)電路的控制作用將輸入端A作為控制端， 在輸入端B加入脈沖序列， 由輸出端Y的波形可見(jiàn), 只A B&Y（a）有當(dāng)A=1時(shí),輸入信號(hào)B才AB Y能通過(guò)與非門(mén)到達(dá)輸出端, 即與非門(mén)控制端加高電平時(shí)，門(mén)電路被開(kāi)啟，加低電平時(shí)，門(mén)電路被封鎖。（b）三態(tài)輸出門(mén)電路2+

15、5VR41. 結(jié)構(gòu)和工作原理R2R1VB1=1VVB3=1VDT1T3T2T4EA BT5YE=1時(shí)，二極管D截止，Y = AB，同TTL與非門(mén)。R3R5E=0時(shí)，VB1= 1V，T2 、T5 截止；二極管D導(dǎo)通，使VB31V，T3導(dǎo)通、T4 截止，輸出端開(kāi)路（Y為高阻狀態(tài)）2. 類型三態(tài)與非門(mén)邏輯符號(hào)A B EA B E&&YYE為控制端且高電平有效即E=1時(shí)，同TTL與非門(mén)Y=AB；E=0時(shí)，輸出端E為控制端且低電平有效， 即E=0時(shí)，同TTL與非門(mén)， Y=AB；E=1時(shí)，輸出端為高阻狀態(tài)。為高阻狀態(tài)。用三態(tài)門(mén)接成總線結(jié)構(gòu)1AYE&&&&三態(tài)

16、非門(mén)EEEA BA BA BA B3. 三態(tài)門(mén)的應(yīng)用單向總線雙向總線總線總線A1E1D1E1YG1G1A2E2YD2G2G2A3E3E = 1 時(shí)，G 工作Y = D11G3E = 0 時(shí)， G 工作D= Y221111小結(jié)：TTL與CMOS門(mén)電路的比較項(xiàng)目門(mén)電路電源電壓電 平平均功耗帶負(fù)載能力抗干擾能力TTL門(mén)+5V1 +3V0 0.3V220mW8個(gè)門(mén)較差CMOS門(mén)+3V +18V1 VDD0 0V50 nW50個(gè)門(mén)很強(qiáng)3邏輯函數(shù)的表示和化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)基本定律3邏輯代數(shù)：按一定邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的代數(shù)。邏輯代數(shù)不代表數(shù)，而是代表兩種相互對(duì)立的狀態(tài)。邏輯代數(shù)中的變量稱為邏輯變量。它只能取“0”或

17、“1”基本運(yùn)算法則：與：0 0 = 0 1 = 1 0或：0 + 1 = 1 + 0 = 1 + 11 1 = 10 + 0 = 0非：0 = 11 = 0邏輯函數(shù)基本定律30A(1)A 0 = 0 A = 0A1(2) A 1=AAA(3)A A = AAA(4)A A = 0邏輯函數(shù)基本定律30(5)A+0 =AA1(6)A+1 =1AA(7)A+A =AAA(8)A+A =1A邏輯函數(shù)基本定律3還原率：(9)A = A交換律:(10) A B = B A (11)A+B = B+A(12) A B C =A (B C) = (A B) C (13) A+B+C =A+(B+C) = (A

18、+B)+C (14)A(B+C) = A B+A C(15) A+B C = (A+B) (A+C)結(jié)合律:分配律:證： (A+B) (A+C)=AA+AB+AC+BC=A+A(B+C)+BC=A 1+(B+C)=A+BC+BC邏輯函數(shù)基本定律3吸收率：(16)A(A+B)=A證：A(A+B)=AA+AB=A+AB=A(1+B)=A (17)A+AB=A(18)A+AB=A+B證： A + B = ( A + A)( A + B)= A + AA + AB + AB = A + AB或A + AB = A + B邏輯函數(shù)基本定律3反演率：(19) AB = A + B(20) A + B =

19、AB注意：邏輯代數(shù)中沒(méi)有減法和除法， 不能進(jìn)行移項(xiàng)和約分。ABABA+BA · BA·BA + B00110101110010101000100011101110邏輯函數(shù)的表示方法3（1）真值表（2）邏輯表達(dá)式Y(jié) = ABC + ABC（1） 常采用與或表達(dá)式的形式；（2） 在狀態(tài)表中選出使函數(shù)值為1 的變量組合；（3） 變量值為1的寫(xiě)成原變量，為0的寫(xiě)成反變量，得到其值為1的乘積項(xiàng)組合。（4） 將這些乘積項(xiàng)加起來(lái)（邏輯或） 得到 “與或”邏輯函數(shù)式。ABCY00000101001111110011010101000001邏輯函數(shù)的表示方法3（3）邏輯圖由邏輯式得到邏輯圖Y

20、 = ABC + ABCA BC&1 >1Y&1邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-公式法3例1 ：證明AB+AC+BC=AB+AC解：AB+AC+BC=AB+AC+(A+A)BC=AB+AC+ABC+ABC=AB+ABC+AC+ABC=AB(1+C)+A(1+B)C=AB+AC例2：證明A+AB+BC=A+B解： A+AB+BC =A+B+BC=A+B (1+C)=A+B邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-公式法3例3：化簡(jiǎn)Y=ABC+ABD+ABC+CD+BD解：Y=ABC+ABC+CD+B(AD+D)= ABC+ABC+CD+B(A+D)= ABC+ABC+CD+BA+BD=AB +ABC+CD+BD=B

21、(A+AC)+CD+BD=B(A+C)+CD+BD=BA+BC+CD+BD=BA+B(C+D)+CD=BA+BCD+CD=BA+B+CD=B(A+1)+CD=B+CD邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3(1) 最小項(xiàng)定義在n個(gè)變量邏輯函數(shù)中，若m為包含n個(gè)因子的乘積項(xiàng)，而且這n個(gè)變量均以原變量或反變量的形式在m中出現(xiàn)一次，則稱m為該組變量的最小項(xiàng)。對(duì)n個(gè)變量的邏輯函數(shù)，共有2n個(gè)最小項(xiàng)。如 Y= f (A, B)共有4項(xiàng)最小項(xiàng)： AB、AB、AB、AB最小項(xiàng)的性質(zhì)a. 在輸入變量的任何取值下, 必有一個(gè)最小項(xiàng), 而且僅有一個(gè)最小項(xiàng)取值為1; b. 任意兩個(gè)最小項(xiàng)的乘積為0; c. 全體最小項(xiàng)之和為1。邏

22、輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3最小項(xiàng)編號(hào)對(duì)于最小項(xiàng)：AB、AB、AB、AB最小項(xiàng)的編號(hào)：m0=ABm2=AB最小項(xiàng)表達(dá)式m1=AB m3=AB任何一個(gè)邏輯函數(shù)都可以表示成若干個(gè)最小項(xiàng)的和，即最小項(xiàng)表達(dá)式，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)“與或” 表達(dá)式，而且這種形式是唯一的。例1:Y=ABC+BC = ABC+BC (A+A)= ABC+ABC+ABC= m6 + m7 + m3= å m ( 3, 6, 7 )最小項(xiàng)表達(dá)式邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)按一定規(guī)律填入一個(gè)方框內(nèi)，此方框稱為卡諾圖。(2)卡諾圖B最小項(xiàng)編號(hào)AB01A0CD0001111000011二變量卡諾圖BCA11000111

23、10100四變量卡諾圖1三變量卡諾圖ABC0ABABABABABABABABCABCABCABCABCD4ABCD5ABCD7ABCD6ABCD12ABCD13ABCD15ABCD14ABCD8ABCD9ABCD11ABCD10AB0AB1AB2AB3CD由邏輯函數(shù)式得到其卡諾圖00011110ABY=ABC+ABC+ABCBC0001A00001111011101對(duì)稱相鄰性：即任意兩個(gè)對(duì)稱的單元其輸入變量的取值也只能有一位不同。如：卡諾圖構(gòu)成的重要原則：幾何相鄰性：即兩個(gè)幾何位置相鄰的單元其輸入變量的取值只能有一位不同。ABCDABCDABCDABCD00000111ABCD0ABCABCA

24、BCABCABCABCABCABDABCABCD15ABCD14ABCD8ABCD9ABCD11ABCD10如果是四個(gè)幾何相鄰單元取值同為1，則可以合并為1項(xiàng)，并消去兩個(gè)變量。BCAY= ABC+ABC+ABC+ABC=AC(B+B)+AC(B+B)=AC+AC0001111001= CBCA00011110Y = ABC+ABC+ABC+ABCY = A0111111111如果是八個(gè)幾何相鄰單元取值同為1，則可以合并為1項(xiàng)，并消去三個(gè)變量。BCA000011110BCA00011110011Y= ABC+ABC= ACY= 1利用對(duì)稱相鄰性可以實(shí)現(xiàn)化簡(jiǎn)1111111111利用對(duì)稱相鄰性化簡(jiǎn)舉

25、例CDCD ABAB00000111100001111000010111111010Y= BCDY= D1111111111利用對(duì)稱相鄰性化簡(jiǎn)舉例錯(cuò)誤的圈法CD ABCD AB00011110000111100000圈法010111111010Y = BD Y = BCD + ACD111正確的11111邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的步驟(1) 寫(xiě)出最小項(xiàng)表達(dá)式；(2) 畫(huà)卡諾圖；(3) 合并最小項(xiàng)，即找出可以合并的最小項(xiàng)矩形組（簡(jiǎn)稱畫(huà)圈）。一般規(guī)則是：如2n 個(gè)最小項(xiàng)相鄰(n = 1，2，3) 并排成一個(gè)矩形組,則它們一定可合并為一項(xiàng),并消去 n 個(gè)因子, 合并后的結(jié)果中僅

26、包含這些最小項(xiàng)的公共因子。邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3例1：化簡(jiǎn)Y=ABC+ABC+ABCBC00（1） 卡諾圖法Y=AC+AB（2） 公式法Y=ABC+ABC+ABC011110A00000013211 7110456=ABC+ABC+ABC+ABC=AC(B+B)+AB (C+C)=AC+ABACAB邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3用卡諾圖化簡(jiǎn)遵循的原則（1） 每個(gè)矩形組應(yīng)包含盡可能多的最小項(xiàng)；（2） 矩形組的數(shù)目應(yīng)盡可能少；（3） 各最小項(xiàng)可以重復(fù)使用，即同一個(gè)單元可以被圈在不同的矩形組內(nèi)；（4） 所有等于 1 的單元都必須被圈過(guò)；邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)-卡諾圖法3C111例2：化簡(jiǎn)BC A0000B0

27、11101解1Y = B + C11101BC A0000011111101解2Y = B CY = B C = B + C01111BC 利用邏輯代數(shù)公式化簡(jiǎn)例：化簡(jiǎn)Y=ABC+ABD+ABC+CD+BDC D解：Y=ABC+ABC+CD+B(AD+D)= ABC+ABC+CD+B(A+D)= ABC+ABC+CD+BA+BD=AB +ABC+CD+BD=B(A+AC)+CD+BD=B(A+C)+CD+BD=BA+BC+CD+BD=BA+B(C+D)+CD=BA+BCD+CD=BA+B+CD=B(A+1)+CD=B+CDC AB000111B10D0001111011111111114組合邏

28、輯電路的分析和設(shè)計(jì)組合邏輯電路的分析4組合邏輯電路：邏輯電路在某一時(shí)刻的輸出狀態(tài)僅由該時(shí)刻電路的輸入信號(hào)所決定。組合邏輯電路的分析已知組合邏輯電路圖，確定它們的邏輯功能。分析步驟（1） 根據(jù)邏輯圖，寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式;（2） 對(duì)邏輯函數(shù)表達(dá)式化簡(jiǎn);（3） 根據(jù)最簡(jiǎn)表達(dá)式列出真值表;（4） 由真值表確定邏輯電路的功能。組合邏輯電路的分析4分析下圖邏輯電路的功能。例1:Y1功能 : 與門(mén)電路AB & Y&Y2CY1= ABY2 = ABCA B CYY = Y1+Y2 = AB + ABC= AB ABC = ABC&1組合邏輯電路的分析4例2: 分析下圖邏輯電路的功能。真

29、值表 ABAB&&Y A 1& ABB1ABAB = AB +ABY= AB=Y功能： 當(dāng)A、B 取值相同時(shí)，輸出為1, 是同或電路。A BY000110111001例3 : 分析下圖邏輯電路的功能。真值表AY1Y2>1Y3BY1 = A+B = AB功能:當(dāng) A>B時(shí),時(shí),時(shí),Y1 = 1;Y2 = 1;Y3 = 1;A=BA<B當(dāng)當(dāng)Y2 = A+B + A+B= (A+B)(A+B)= AB+AB是一位數(shù)值比較器Y3 =A+B=A B1>1>11A BY1 Y2 Y3000110110 1 00 0 11 0 00 1 0例4：組合邏輯

30、電路輸入端A、B、C和輸出端Y的波形如圖 所示。寫(xiě)出其“與非與非”表達(dá)式， 并用最少的與非門(mén) 組成該邏輯電路(畫(huà)出邏輯電路圖)。解：真AY = B + C = BCBC邏輯電路圖BC&YYY = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC + ABCAB001111Y010101010011110011110011組合邏輯電路的設(shè)計(jì)4組合邏輯電路的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的邏輯要求，設(shè)計(jì)出邏輯電路圖。設(shè)計(jì)步驟（1） 根據(jù)邏輯要求，定義輸入輸出邏輯變量， 列出真值表；（2） 由真值表寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式；（3） 化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式；（4） 畫(huà)出邏輯圖。例1：用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)或門(mén)電路的功能。解：

31、Y= A+B + C = A B C與非門(mén)也可作為非門(mén)使用(將各輸入端短接)。A & 1 AB & & Y & Y 1 BC & 1 C例2：設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決電路。解：輸入A、B、C表示投票:同意為 1, 不同意為 0；輸出Y表示表決結(jié)果：通過(guò)為 1, 否決為 0。真值表+5VR1A三人表決電路0BYCABCY00001111001100110101010100010111Y=A¯BC+AB¯C+ABC¯+ABC=A¯BC+A¯BC+ABC¯+ABC+ABC+ABC=AB(C+C¯)+

32、BC(A+A¯)+AC(B+B¯)真值表Y=AB+AC+BC= AB+AC+BC= AB AC BCABCY00001111001100110101010100010111三人表決電路+5VY =AB +BC +AC用與門(mén)和或門(mén)實(shí)現(xiàn)R1A0BYC&1&&三人表決電路+5VY = A¯¯B¯A¯¯C¯¯B¯¯C¯用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)R1A0BYC&&&&例3：設(shè)計(jì)交通燈報(bào)警電路， 畫(huà)出邏輯電路圖，要求用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。解： 輸入A,

33、B, C分別代表紅,黃, 綠燈: 燈亮為1, 燈滅為 0 ;真值表Y表示輸出: 報(bào)警Y=1,不報(bào)警Y=0。寫(xiě)邏輯表達(dá)式: Y=1的最小項(xiàng)之和Y = ABC + ABC + ABC化簡(jiǎn)Y = ABC + AC= ABC AC紅A黃B綠C報(bào)警Y00001111001100110101010110000101解：Y = ABC + AC= ABC AC真值表BA C1&1&Y1&用任意門(mén)實(shí)現(xiàn)1BA C&11Y1&紅A黃B綠C報(bào)警Y00001111001100110101010110000101用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)例4：設(shè)計(jì)一個(gè)可控制的門(mén)電路，要求：當(dāng)控制端E=0時(shí),

34、輸出端 Y=A真值表當(dāng)E=1時(shí), 輸出端 Y=A+B。Y= AB + EB + EAAB 00011110E控01EAYB&1&&0 00 11 30 20 41 51 71 6制端輸入輸出EABY000011110011001101010101000101115常用的集成組合邏輯電路常用的集成組合邏輯電路5組合邏輯電路是將門(mén)電路按一定規(guī)律連接組合，構(gòu)成具有特定功的邏輯電路。常用的有加法器、編碼器、譯碼器、數(shù)值比較器、奇偶校驗(yàn)電路、數(shù)據(jù)選擇器和分配器等。譯碼器分為變量譯碼器和顯示譯碼器。本課程的重點(diǎn)是編碼器、譯碼器。要求會(huì)讀集成組合邏輯電路的功能表。常用的集成組合邏輯電

35、路5Ø 編碼：用數(shù)字、符號(hào)或代碼表示某個(gè)對(duì)象、事物、事件SOS： .-.編碼器5數(shù)字系統(tǒng)只能識(shí)別二進(jìn)制碼(0和1)編碼器的應(yīng)用因此，表示各種控制指令、數(shù)據(jù)和地址的信息都需要轉(zhuǎn)換為確定的二進(jìn)制碼代碼 多位二進(jìn)制碼（0和1）按照一定規(guī)律的排列、 組合表示確定的信息（、數(shù)據(jù)、地址等）編碼器典型應(yīng)用 鍵盤(pán)完成編碼功能的邏輯電路稱為編碼器編碼 賦予二進(jìn)制碼以一定的涵義、用來(lái)表示確定信息的過(guò)程A <-> 65Q <-> 816 <-> 54B ß-> 66R <-> 827 <-> 55C <-> 67S &

36、lt;-> 838 <-> 56D <-> 68T <-> 849 <-> 57E <-> 69U <-> 85數(shù)字鍵盤(pán) 1 <-> 96F <-> 70V <-> 86數(shù)字鍵盤(pán) 2 <-> 97G <-> 71W <-> 87數(shù)字鍵盤(pán) 3 <-> 98H <-> 72X <-> 88數(shù)字鍵盤(pán) 4 <-> 99I <-> 73Y <-> 89數(shù)字鍵盤(pán) 5 <->

37、100J <-> 74Z <-> 90數(shù)字鍵盤(pán) 6 <-> 101K <-> 750 <-> 48數(shù)字鍵盤(pán) 7 <-> 102L <-> 761 <-> 49數(shù)字鍵盤(pán) 8 <-> 103M <-> 772 <-> 50數(shù)字鍵盤(pán) 9 <-> 104N <-> 783 <-> 51數(shù)字鍵盤(pán) 0 <-> 105O <-> 794 <-> 52P <-> 805 <-> 53+-×÷Y1 Y0 Y1 Y0Y1 Y0=00=01=10+-×÷Y14線-2線編碼器Y0Y1 Y0=11信息編碼器對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼輸入的是表示不同信息的一組電信號(hào)輸出的是二進(jìn)制代碼編碼器輸出的每組二進(jìn)制代碼與確定的輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)二進(jìn)制代碼輸出信號(hào)被編碼鍵盤(pán)+UCC R×4Y1輸入4個(gè)被編碼信號(hào)I0、 I1、 I2、 I3輸出2位二進(jìn)制代碼Y0Y1 Y0I0I1I2I3按下某一按鍵，輸入相應(yīng)電信號(hào)，對(duì)應(yīng)的與非門(mén)輸入端由高電平轉(zhuǎn)換為低