數(shù)字邏輯設計 課件 unit 5-多級門電路

Unit5Multi-LevelGateCircuits

多級門電路（Multi-LevelCircuits）

兩級門電路的設計

多輸出電路的設計SomeExamples1.二級電路5個門,14個輸入端AND-OR電路（積之和）OR-AND電路（和之積）5個門,16個輸入端Multi-LevelGateCircuits

2.三級電路AND-OR電路（積之和）5個門,16個輸入端5個門,12個輸入端OR-AND-OR電路1.二級電路Multi-LevelGateCircuits

Multi-LevelGateCircuits

二級電路的8種基本形式二級電路的8種基本形式Unit5Multi-LevelGateCircuits

多級門電路

兩級門電路的設計

多輸出電路的設計SomeExamplesAnylogiccanberealizedintwolevelcircuit:NANDandNORgates:相比與門、或門——速度更快；價格便宜；使用的器件更少DesignofTwo-LevelCircuits

使用單一邏輯門設計最簡二級電路利用與非門設計

利用或非門設計——（MOOC自學：5.2節(jié)）利用與或非門設計——（MOOC自學：5.2節(jié)）DesignofTwo-LevelCircuits

Given:最簡與或式F=AB+AB=AB+AB=AB?ABABFABMethod1：

(F')'DesignofTwo-LevelCircuits

1.使用單一邏輯門（與非門）設計最簡二級電路DesignofTwo-LevelCircuits

Method2:1.找出F的最簡積之和式.2.畫出二級與或電路（AND-OR

）.3.用與非門替換所有邏輯門.

4.將連接輸出門的所有單個變量取反Given:最簡與或式Unit5Multi-LevelGateCircuits

多級門電路

兩級門電路的設計

多輸出電路的設計SomeExamplesDesignofMultiple-OutputCircuits

F1=C＋AB,F2=BC＋ABCF1=C+

AB=

C+

AB（C+

C）

=

C+

ABC+ABC=

C+

ABC利用與非門設計二級電路:關鍵：尋找共享項，追求整體最簡BCBCAF2BCAF1BCBCAF2CF1DesignofMultiple-OutputCircuitsF1F2F1=C+ABCF2=

BC+ABC011101100001111001ABC010101000001111001ABC關鍵：尋找共享項，追求整體最簡DesignofMultiple-OutputCircuitsUnit5Multi-LevelGateCircuits

多級門電路

兩級門電路的設計

多輸出電路的設計SomeExamples半加器（Halfadder）Si=ai

⊕bi

Ci=aibiSomeExamples

Example5SiaiCibi⊕aibiSiCiHA

ai

bi

Si

Ci0001101100101001真值表功能：對兩個1位二進制數(shù)執(zhí)行相加運算A＝a3a2a1a0＝1011B=b3b2b1b0＝11101011………..A1110………..B1100…………Ci-111001………..Si+全加器（Fulladder）SomeExamples

Example6

ai

bi

Ci-1

Si

Ci0000010100111001011101110010100110010111Ci=(ai

⊕bi

)Ci-1+aibi

010110100001111001aibici-1111001000001111001aibici-1Si=aibici-1+aibici-1+aibici-1+aibici-1=(aibi+aibi)ci-1+(aibi+aibi)ci-1

=(ai⊕bi)ci-1+(ai⊕bi)ci-1=ai

⊕bi

⊕Ci-1SiCiSomeExamples

Example6aibiSiCiFAci-1?

solution1：Si=ai

⊕bi

⊕Ci-1Ci=(ai

⊕bi

)Ci-1+aibiSomeExamples

Example6aibiSiCiFAci-1Si=ai

⊕bi

⊕Ci-1Ci=(ai

⊕bi

)Ci-1+aibiSi=ai

⊕bi

Ci=aibiSomeExamples

?

solution2：aibiSiCiCi-1⊕⊕+（1）串行進位4位并行加法器FA3C-1S0S1S2S3A3B3A0B0A1B1A2B2FA2FA1FA0C2C1C0C3SomeExamples

Example7·缺點：串行進位，運算速度慢·優(yōu)點：線路簡單·關鍵：進位形成時間·解決方案：改串行進位為并行進位Si=ai

⊕bi

⊕Ci-1Ci=(ai

⊕bi

)Ci-1+aibiSi=ai

⊕bi

⊕Ci-1Ci=(ai

⊕bi

)Ci-1+aibi=(aibi

+aibi)Ci-1+aibi

——進位迭代公式Ci=(Ai

⊕Bi

)Ci-1+AiBiCi=PiCi-1+GiPi=

Ai⊕BiGi=

AiBiC0=P0C-1+G0C1=P1C0+G1=P1P0C-1+P1G0+G1C2=P2C1+G2=P2P1P0C-1+P2P1G0+P2G1+G2C3=P3C2+G3=P3P2P1P0C-1+P3P2P1G0+P3P2G1+P3G2+G3A=

A3A2A1A0=1011B=B3B2B1B0=1110（2）

超前進位SomeExamples

Example7C-1G0P0G1P1G2P2G3P3C3C2SomeExamples

Example7（2）

超前進位SomeExamples

Example9三態(tài)門（Three-StateBuffers）包括三態(tài)恒等門、三態(tài)非門、三態(tài)與非門等，商品名稱為緩沖器（驅動門）。用途之一:可用來增強輸出驅動能力三態(tài)——

01Z:

高阻態(tài)三態(tài)門（恒等）B：使能端，高電平有效真值表工作狀態(tài)隔離狀態(tài)SomeExamples

Example10幾個OC門