组合逻辑电路1、2节.doc

第4章 组合逻辑电路 内容提要： 本章首先介绍组合逻辑电路的概念，然后以多个不同类型的例子讨论组合逻辑电路的分析及设计方法。在此基础上，重点介绍构成组合逻辑电路的编码器、译码器等中规模集成电路的逻辑功能、使用方法和应用，最后简单分析了组合逻辑电路的竞争与冒险现象。 4.1组合逻辑电路的分析 导读: 在这一节中，你将学习： 组合逻辑电路的概念 组合逻辑电路的一般分析方法 分析组合逻辑电路的几个例子 4.1.1组合逻辑电路的定义 如果一个逻辑电路在任何时刻产生的稳定输出值仅仅取决于该时刻各输入值的组合，而与它们以前的状态无关，这样的逻辑电路称为组合逻辑电路。如图4-1。 组合逻辑电路的输出与输入之间可以用如下逻辑函数表示： ( i=1,,2,…m) 图4-1 组合逻辑电路框图 组合逻辑电路的特点如下： （1）由逻辑门电路组成， （2）输出与输入之间不存在反馈回路。 4.1.2 组合逻辑电路的分析步骤 组合逻辑电路的分析简单来说就是根据给定的逻辑电路得到与之对应的逻辑功能。其分析步骤如下： （1）根据给定的逻辑电路，写出输出逻辑函数表达式 （2）化简逻辑电路的输出逻辑函数表达式 （3）根据化简后的输出逻辑函数表达式列出真值表 （4）由真值表确定电路的逻辑功能 其中最后一步是整个分析过程中的难点。 4.1.3 组合逻辑电路的分析举例 1. 单输出组合逻辑电路的分析 例4-1 已知逻辑电路如图4-2所示，分析该电路逻辑功能。 解：（1）根据给定的逻辑电路，写出逻辑函数表达式 图4-2 例4-1图 （2）化简逻辑电路的输出函数表达式 （3）根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表，如表4-1所示。 表4-1例4-1 真值表 A B C F ０ 0 ０ ０ 0 １ 0 1 ０ 0 1 １ 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 １ ０ ０ 0 0 0 0 1 （4）逻辑功能评述 观察真值表中F为1时的规律：只有当A、B、C这三个变量都为相同值时，输出F为1，否则为0。因此，该电路称为“判一致电路”。 例4-2 已知逻辑电路如图4-3所示，分析该电路的逻辑功能。 图4-3 例4-2图 解：（1）根据给定的逻辑电路，写出逻辑函数表达式并对其进行变化 （2）根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表，如表4-2所示。 （3）逻辑功能评述 通过真值表可以看出，当输入变量是奇数个1时，输出是1，否则为0，这个电路称为奇偶判别电路。 X1 X2 X3 F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 表4-2 例4-2真值表 2．多输出组合逻辑电路的分析 例4-3 已知逻辑电路如图4-4所示，分析该电路的逻辑功能。 图4-4 例4-3图 解：（1）根据给定的逻辑电路，写出所有输出逻辑函数表达式并对其进行变换： A⊙B （2）根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表，如表4-3所示。 表4-3例4-3真值表 A B L1 L2 L3 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 （3）逻辑功能评述 该电路是一位二进制数比较器：当A＝B时，L2＝1；当A＞B时，L1＝1；当A＜B时，L3＝1。注意在确定该电路的逻辑功能时，输出函数L1、L2、L3不能分开考虑。 自测练习 1.组合逻辑电路的输出仅仅只与该时刻的（ ）有关，而与（ ）无关。 2．下图中的两个电路中，图（ ）电路是组合逻辑电路。 题2图 3．如果与门的输入是A、B，与门的输出逻辑表达式是（ ）。 4．下表所示真值表表示的逻辑功能是（ ）（1位加法器、1位减法器）。 题4真值表 A B L1 L2 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 5．一组合逻辑电路如用两级或非门构成，则其逻辑表达式应写成（ ）： （a）与-或式 （b）非-与式 （c）或-非式 （d）或-与式 6．下图所示的输出逻辑函数表达式F1=( )，F2=（ ）。 题6图 . 4.2组合逻辑电路的设计 导读: 在这一节中，你将学习：