《电子技术基础与应用》教案 项目5 基本逻辑电路与组合逻辑电路（下）.docx
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课题
5.3掌握组合逻辑电路的分析和设计
课时
2课时（90min）
教学目标
知识目标：
（1）掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。
（2）熟悉常用的组合逻辑器件。
技能目标：
能够正确应用组合逻辑电路。
素质目标：
（1）弘扬刻苦钻研、精益求精的工匠精神。
（2）培养逻辑严谨、辩证统一的科学思维。
教学重难点
教学重点：组合逻辑电路的分析和设计方法
教学难点：时序逻辑电路的分析和设计
教学方法
问答法、讨论法、讲授法、练习法
教学用具
电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程
主要教学内容及步骤
考勤
【教师】使用APP进行签到
【学生】按照老师要求签到
问题导入
【教师】复习上节课的知识，并提问：“分立元件的开关特性”，“门电路类别和特性”并随机邀请学生回答
【学生】聆听、思考、回答
【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：组合逻辑电路的分析和设计
传授新知
【教师】讲解组合逻辑电路的分析和设计
组合逻辑电路是数字电路中最简单的一类逻辑电路，其特点是任何时刻的输出状态只与该时刻的输入状态有关，而与先前的输入状态无关。也就是说，组合逻辑电路不具备记忆功能，其电路结构中无反馈。
5.3.1组合逻辑电路的分析和设计
1．组合逻辑电路的分析方法
所谓组合逻辑电路的分析，就是对给定的组合逻辑电路进行逻辑分析，求出其相应的输入、输出逻辑关系表达式，确定其逻辑功能。
组合逻辑电路的分析方法一般是：首先从电路的输入信号到输出信号逐级列出逻辑式，最终得到表示输出信号与输入信号关系的逻辑式；然后使用公式化简法或卡诺图化简法将得到的逻辑式化简，从而得到逻辑式的最简式；最后分析电路的逻辑功能，此时需要将逻辑式的最简式转换为真值表，再根据真值表进行分析。
下面结合例题进行具体分析。
【例5-9】分析如图5-21所示的组合逻辑电路。
【解】（1）从输入信号到输出信号逐级列出逻辑式。设P为中间变量，则有
（2）化简逻辑式，得到逻辑式的最简式，即
（3）根据逻辑式的最简式列出真值表。逻辑式的最简式为两个最小项之和的非，列出真值表如表5-30所示。
图5-21例5-9的组合逻辑电路表5-
图5-21例5-9的组合逻辑电路
ABC
Y
000
0
001
1
010
1
011
1
100
1
101
1
110
1
111
0
（4）分析逻辑功能。由表5-30可知，当A、B、C三个变量不一致时，输出为1；当A、B、C三个变量一致时，输出为0。
对于多输入变量的组合逻辑电路，其分析方法与上述方法基本相同。
2．组合逻辑电路的设计方法
组合逻辑电路的设计是组合逻辑电路分析的逆过程，即已知逻辑功能要求，据此设计出实现该逻辑功能的组合逻辑电路。其设计步骤如下。
（1）分析逻辑功能，明确输入信号与输出信号。
（2）根据逻辑功能列出相应的真值表。
（3）根据真值表列出逻辑函数的最小项表达式。
（4）化简逻辑函数的最小项表达式，并根据可能提供的逻辑电路类型，将其转换为相应的表达式。
（5）绘制与表达式对应的逻辑图。
组合逻辑电路的设计一般应以电路简单、所用器件最少为目标，并尽量减少所用芯片的种类。
【例5-10】设计一个三人表决电路，表决结果按“少数服从多数”的原则决定。
【解】（1）分析逻辑功能，明确输入信号与输出信号。设三人的意见为变量A、B、C，表决结果为函数Y，并设同意为逻辑1，不同意为逻辑0，表决结果通过为逻辑1，表决结果不通过为逻辑0。
（2）根据逻辑功能列出相应的真值表，如表5-31所示。
（3）根据真值表列出逻辑函数的最小项表达式，即
（4）如图5-22所示，绘制逻辑式的卡诺图，用卡诺图化简该逻辑函数的最小项表达式，可得该逻辑函数的最简与或表达式，即
图5-22例5-10
图5-22例5-10的卡诺图
ABC
Y
000
0
001
0
010
0
011
1
100
0
101
1
110
1
111
1
（5）绘制逻辑图，如图5-23所示。
（6）如果要求用与非门实现该逻辑电路，则应将表达式转换为与非表达式，即
对应的逻辑图如图5-24所示。
图5-23例5-10的逻辑图图5-24例5