數(shù)字電路與邏輯設計 第5章 組合邏輯電路

第5章組合邏輯電路5-1概述5-2組合邏輯電路分析5-3組合邏輯設計5-4競爭與冒險吉林大學儀器科學與電氣工程學院：數(shù)字電路與邏輯設計重點及難點1、組合邏輯電路概念及特點2、組合邏輯電路分析方法3、組合邏輯設計的一般步驟4、基于門電路的組合邏輯設計方法吉林大學儀器科學與電氣工程學院：數(shù)字電路與邏輯設計5-1概述數(shù)字電路與邏輯設計：第5章組合邏輯電路

組合邏輯電路定義若一個邏輯電路在任何時刻的輸出穩(wěn)定信號僅取決于該時刻的輸入信號，而與過去的輸入信號無關，或者與輸入信號作用前的電路狀態(tài)無關，則該邏輯電路稱為組合邏輯電路。組合邏輯電路特點：功能：任意時刻的輸出僅取決于輸入電路結構：不含存儲或記憶元件組合邏輯電路組合邏輯電路的框圖組合邏輯電路的輸入/輸出關系可以用邏輯函數(shù)來表示。

組合邏輯電路的類型單輸出組合邏輯電路

多輸出組合邏輯電路

5-2組合邏輯電路分析數(shù)字電路與邏輯設計：第5章組合邏輯電路依據(jù)給定邏輯電路，找出其輸出與輸入之間的邏輯關系。通過分析，評價電路設計的優(yōu)劣，吸取優(yōu)秀的設計思想或者給出改進意見。

組合邏輯電路分析的一般步驟：依據(jù)電路寫出輸出函數(shù)表達式，對表達式進行化簡，列寫真值表，對其功能進行評述。

組合邏輯電路分析舉例注意：分析組合邏輯電路，應熟悉常用的各種邏輯符號（如邏輯門符號以及中規(guī)模電路符號）及其功能。5-3組合邏輯設計數(shù)字電路與邏輯設計：第5章組合邏輯電路

根據(jù)要求完成邏輯功能設計，并在特定條件下實現(xiàn)該邏輯功能，這一過程稱為邏輯設計。

邏輯設計是邏輯分析的逆過程。

邏輯設計可分為組合邏輯設計和時序邏輯設計。LogicDesign（邏輯設計）

將實際問題抽象，從邏輯代數(shù)角度給出描述；電路實現(xiàn)（synthesis）；驗證;文檔…LogicSynthesis（邏輯綜合）

依據(jù)邏輯描述(真值表，布爾表達式，HDL語言等)，尋求某種實現(xiàn)電路。

在實際應用中，設計要求一般以文字形式給出，因此邏輯設計的首要任務是將文字描述抽象為邏輯關系，從邏輯代數(shù)角度給出其描述。對于組合邏輯設計而言，即從問題描述抽象出邏輯表達式。

在實現(xiàn)邏輯設計時，根據(jù)所采用物理器件的不同（基本元件如各種邏輯門，中規(guī)模功能塊，CPLD/FPGA等大規(guī)模電路），需要對設計進行必要的變換，以充分利用具體物理器件的功能。一、邏輯抽象分析因果關系，確定輸入/輸出變量定義邏輯狀態(tài)的含意（賦值）列出真值表*二、邏輯功能描述：布爾表達式，HDL語言等三、選定器件類型四、根據(jù)所選器件：對邏輯式化簡（用門）

變換（用MSI）

或進行相應的描述（用PLD）五、畫出邏輯電路圖，或下載到PLD組合邏輯設計步驟5-3-1基于門電路的組合邏輯設計例1:(直接由問題描述寫出邏輯表達式)設計一家庭報警電路，當應急（PANIC）輸入為1或者當使能(ENABLE)輸入為1，離開(EXITING)輸入為0，并且房屋不安全時，報警(ALARM)輸出為1。當門(DOOR)，窗(WINDOW)，車庫(GARAGE)輸入都為1時，房屋是安全的。例2：設計一4bit素數(shù)檢測電路，當輸入的4bit二進制數(shù)為素數(shù)時，輸出為1。4bit素數(shù)檢測電路基于K圖化簡例3:(無法直接寫出邏輯表達式)設計一個1bi