组合逻辑电路设计.ppt

*4.2.2采用中规模集成器件实现组合逻辑函数4.2组合逻辑电路设计4.2.1采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计4.2.1采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计１．设计步骤逻辑功能要求真值表逻辑函数表达式化简变换逻辑图图4-2-1组合逻辑电路设计步骤例4-1有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种类型以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计产生报警控制信号的电路。01将现实问题逻辑化：令A、B、C分别代表烟感、温感和紫外光感三种探测器的探测信号，“1”表示有火灾探测信号，“0”表示没有火灾探测信号；最终是否产生报警信号为电路的输出，设为F，“1”表示产生报警信号，“0”表示不产生报警信号。02２．例题讲解解：第一步：列写真值表，求得最简与－或表达式。第二步：根据电路设计对所使用器件的要求，将输出表达式变换成适当的形式。11001100B10101010C11101000F01111000A表4-2-1例4-1真值表001001110001111001ABC图4-2-2例4-1卡诺图与或式：或与式：注：（圈0可得或与式）(1)若采用与非器件，则变换成与非-与非表达式。ABCF(2)若采用或非器件，则变换成或非-或非表达式。(3)若采用与或非器件，则变换成与或非表达式。≥1ABCF≥1≥1≥1图4-2-4例4-1或非结构逻辑图ABCF1≥111图4-2-5例4-1与或非结构逻辑图图4-2-3例4-1与非结构逻辑图课堂练习P172题4-4（1）（2）用与非门实现下列函数的组合电路(有原变量和反变量例4-2在只有原变量输入，没有反变量输入条件下，用与非门实现函数F(A,B,C,D)=∑m(4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14)解第一步:作出卡诺图，化简求得最简与－或表达式。01110111000111100001CDAB010101111110图4-2-6例4-2卡诺图ABCABDF图4-2-7例4-2既有原变量输入又有

反变量输入时与非结构逻辑图化简结果为：如果允许有反变量输入，其逻辑电路如图4-2-7所示。变换为与非－与非式：由于只有原变量输入，则其逻辑电路如图4-2-8(a)所示。第二步:对化简结果进一步变换，力求电路最简。图4-2-8例4-2只有原变量

输入时与非结构逻辑图BCADF1111(a)BCADF(b)逻辑电路如图4-2-8(b)所示。与图(a)相比，电路更简单，但仍然不是最佳结果。第三步：引入生成项，进一步改进。ACDBF图4-2-8例4-2只有原变量

输入时与非结构逻辑图(c)逻辑电路如图4-2-8(c)所示。该电路仍然是３级门结构，只需要４个与非门，显然是实现该函数的最佳结果。在只有原变量输入，没有反变量输入的条件下，使用与非门设计的特点：归纳(1)结构为３级门电路，分别是输入级、与项级和输出级（或项级）。(2)输入级门电路的个数，取决于函数中乘积项所包含的尾部因子种类的多少。(3)与项级包含器件的多少，取决于乘积项的多少。(4)输出级总是一个与非门。因此：应尽可能地合并乘积项，以减少与项级的器件数；尽可能地减少尾部因子的种类，以减少输入级器件的数目。课堂练习P173题4-6（1）（2）（3）用与非门实现下列函数的组合电路(只有原变量没有反变量)例4-4人类有O、A、B、AB４种基本血型，输血者与受血者的血型必须符合图示原则。试用与非门设计一血型关系检测电路，用以检测输血者与受血者之间的血型关系是否符合图示关系，如果符合，输出为1，否则为0。解题指导依题意：输血者的４种血型和受血者的４种血型都是输入变量，二者之间的关系是否符合上述原则为输出函数L。为了使电路最简，考虑用两个变量的四种组合表示４种血型，共需４个输入变量。OOAABBABAB受血者输血者解第一步:作出卡诺图，化简得到最简与或表达式。血型输血者受血者CDEFO0000A010