数字电子技术试讲PPT

链接演示文稿主页面第4章组合逻辑电路第4章组合逻辑电路（思考题）有一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感3种不同的火灾探测器。为了防止产生误报警，只有当其中两种或者三种探测器发出火灾探测信号时，报警系统才发出报警信号，我们是否可以使用基本逻辑门电路实现这个报警系统？教学内容：第4章第1节组合逻辑电路的分析与设计链接演示文稿主页面第4章组合逻辑电路第4章组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析和设计4.1.1组合逻辑电路概述数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点来划分，可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路1a2ana1y2ymy组合逻辑电路的框图组合逻辑电路1a2ana1y2ymy组合逻辑电路的框图1112221212(...)(...):(...)nnmnnyfaaayfaaayfaaa第4章组合逻辑电路返回首页指任一时刻的输出只取决于同一时刻输入状态的组合，而与电路原有的状态无关的电路。数字电路根据逻辑功能特点的不同分为组合逻辑电路时序逻辑电路指任一时刻的输出不仅取决于同一时刻输入信号的组合，而且与电路原有的状态有关的电路。第4章组合逻辑电路返回首页组合逻辑电路的逻辑功能特点：没有存储和记忆功能。组合电路的组成特点：由门电路构成，不含记忆单元，只存在从输入到输出的通路，没有反馈回路。组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。第4章组合逻辑电路返回首页一、组合逻辑电路的分析分析思路：基本步骤：根据给定逻辑电路，找出输出、输入间的逻辑关系，从而确定电路的逻辑功能。根据给定逻辑图写出输出逻辑式，并进行必要的化简。列真值表分析逻辑功能第4章组合逻辑电路返回首页输出11001100YBA输入001110011112YAY任务一分析下图所示逻辑电路的功能。解：(1)写出输出逻辑函数式BABAABBABAABB(3)分析逻辑功能(2)列逻辑函数真值表通过分析真值表可知：当A、B输入的状态不同时，输出Y=1；当A、B输入的状态相同时，输出Y=0；因此，图示电路具有异或功能，为异或门。Y3ABYY1Y2Y2ABY1YY1Y313YBYABA32YYYBA第4章组合逻辑电路返回首页ABCYY1DY2任务二分析下图所示电路的逻辑功能。解：(1)写出输出逻辑函数式YY1(3)分析逻辑功能通过分析真值表可知：在A、B、C、D4个输入信号中，输入1的个数为偶数时，输出为1，否则输出为0。因此，电路为四位偶校验器。Y2Y1=AB+AB=A⊙BY2=CD+CD=C⊙DY=Y1⊙Y2=A⊙B⊙C⊙D(2)列逻辑函数真值表1111111001011100110111110011010110110001011001001010000101011101000110100101001000101111100001010000110001110000YY2Y1DCBA11111111110011100010110010011000110100101011111001110000第4章组合逻辑电路返回首页二、组合逻辑电路的设计设计思路：基本步骤：分析给定逻辑要求，设计出能实现该功能的组合逻辑电路。分析设计要求并列出真值表→求最简输出逻辑式→画逻辑图。首先分析给定问题，弄清楚输入变量和输出变量是哪些，并规定它们的符号与逻辑取值(即规定它们何时取值0，何时取值1)。然后分析输出变量和输入变量间的逻辑关系，列出真值表。根据真值表用代数法或卡诺图法求最简与-或式，然后根据题中对门电路类型的要求，将最简与-或式变换为要求门类型对应的最简式。1、基本设计步骤第4章组合逻辑电路返回首页设三个阀门为A、B、C，其开通时取值为1，关闭时取值为0；输出为Y，发出正常工作信号时为1，否则为0。由此得真值表如右。任务三在三个阀门中,有两个或三个阀门开通时，才能输出正常工作信号；否则输出信号不正常，试设计一个能输出正常信号的逻辑电路。解：(1)分析设计要求，列出真值表2、设计举例1111110010100000YCBA输出输入10001100100111110第4章组合逻辑电路返回首页(3)根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)化简输出函数，Y=AB+BC+ACABC010001111011110000并求最简与非式=AB+BC+AC=AB·BC·AC方案一：用与门和或门实现第4章组合逻辑电路返回首页(3)根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)化简输出函数，Y=AB+BC+ACABC010001111011110000并求最简与非式=AB+BC+AC=AB·BC·AC方案二：用与非门实现第4章组合逻辑电路返回首页(3)根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)采用圈0的方法求得与-或-非式和或非-或非式ABC010001111011110000方案三：用与或非门实现CACBBAYCACBBACACBBAY第4章组合逻辑电路返回首页(3)根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)采用圈0的方法求得与-或-非式和或非-或非式ABC010001111011110000方案四：用或非门实现CACBBAYCACBBACACBBAY第4章组合逻辑电路返回首页解：(1)分析设计要求，列出功能表。任务四设计一个能将I0、I1、…、I78个输入信号编成二进制代码输出的编码器。用与非门和非门实现。由题意可知，该编码器有8个输入信号，分别是I0、I1、…、I7，有编码请求时，输入信号用1表示，没有时为0。根据2n≥N=8可求得输出n=3，为3位二进制代码，分别用Y0、Y1、Y2表示。1111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输出输入将N=2n个输入信号转换成n位二进制代码的逻辑电路。第4章组合逻辑电路返回首页(2)根据功能表写出输出逻辑函数表达式Y2=I4+I5+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y2=I4·I5·I6·I7Y0=I1·I3·I5·I7Y1=I2·I3·I6·I7与非表达式(3)画逻辑图I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y23位二进制编码器I0省略不画8个需要编码的输入信号输出3位二进制码第4章组合逻辑电路返回首页解：(1)分析设计要求，列出功能表。任务五设计一个3位二进制代码译码器。设输入3位二进制代码为A2、A1、A0。共有23=8种不同组合。因此，它有8个输出端，用Y0、Y1、…、Y7表示，输出高电平1有效。1110000010001100000010101000000010011000000011001000000010001000001000001000000000001000Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2输出输入第4章组合逻辑电路返回首页1110000000001100000010101000000010011000000011001000000010001000001000001000000000001000Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2输出输入Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A23位二进制译码器Y0(2)根据译码器的功能表写出输出逻辑函数表达式(3)画逻辑图Y0=A2·A1·A0=m0Y1=A2·A1·A0=m1Y2=A2·A1·A0=m2Y3=A2·A1·A0=m3Y4=A2·A1·A0=m4Y5=A2·A1·A0=m5Y6=A2·A1·A0=m6Y7=A2·A1·A0=m7第4章组合逻辑电路返回首页解：(1)写出输出逻辑函数的最小项表达式思考题试用3线-8线译码器和门电路设计一个组合逻辑电路，其输出逻辑函数表达式为Y(A,B,C)=∑m(0,1,3,6,7)设译码器输入代码变量为A2、A1、A0。Y(A，B，C)=m0+m1+m3+m6+m7(2)用输出高电平有效的译码器和或门实现。设A=A2、B=A1、C=A0，则函数式变换为Y(A，B，C)=Y0+Y1+Y3+Y6+Y7第4章组合逻辑电路返回首页(3)用输出低电平有效的译码器和与非门实现。将函数式变换为7631mmmmm0··Y··设A=A2、B=A1、C=A0，则函数式变换为7631YYYYY0····Y第4章组合逻辑电路返回首页总结分析组合逻辑电路的目的是为了确定它的逻辑功能。其分析步骤是：由输入到输出逐级写出电路的输出逻辑表达式，并进行化简，以便判别输出与输入之间的逻辑关系。如有困难，则需列出该逻辑函数的真值表，而后再根据真值表判别输出与输入之间的逻辑关系。第4章组合逻辑电路返回首页※组合逻辑电路的设计原则是根据要解决的实际问题设计出符合要求的逻辑电路。※用门电路设计组合逻辑电路的一般步骤是：根据设计要求确定输入变量和输出逻辑函数，并给予赋值，列出真值表，写出输出逻辑函数表达式，进行化简和变换，最后画出逻辑电路。应当指出，在上述设计步骤中，最关键的一步是根据实际要求列出真值表和写出逻辑函数表达式。※用逻辑门电路设计组合逻辑电路最简的概念是使用门电路的数目和输入端最少，门的种类最少。第4章组合逻辑电路返回首页谢谢您！