1、 数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 41 页 编写时间： 2004 年 9 月 笫二章 组合逻辑电路分析与设计本章主要内容：1. 五种基本组合逻辑电路；2. 组合逻辑电路的特点；3. 组合逻辑电路的分析；4. 组合逻辑电路的设计;5. 组合逻辑电路的冒险与竞争及其消除的方法。. 组合逻辑电路的概念、种类及特点一. 组合逻辑电路的定义. 定义： 逻辑电路任何时刻的输出输出 Y 仅取决于该时刻输入，而与电路的原状态无关（无反馈） ，称这样的逻辑电路为组合逻辑电路。. 解说框图：n 组合逻辑电路 m10nx 10Y组合逻辑原理框图输入变量总数； 输出变量总数。 nm通常 ： n2二、组合逻
2、辑电路结购上的两大特点数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 42 页 编写时间： 2004 年 9 月 . 输出和输入间不存在反馈通路，所以输出不影响输入；. 电路中不存在含存储信号的记忆单元。所以，电路的输出仅取决于该时刻的输入，和电路原状态无关。三、组合逻辑电路的主要种类（五种）1. 编码器；2. 译码器；3. 数据选择器；4. 加法器；5. 数据比较器；. 组合逻辑电路的分析方法一、分析步骤（1）逆向推论 （2）化简、变换由逻辑图 逻辑函数式 最简逻辑与或式（3） 写出 （4）由公式、定理真值表 说明电路逻辑功能或者特点二、应用举例例. 写出图示电路的逻辑函数式，说明电路的逻辑功能
3、：解：（1） 德 摩根定理 )()(BABAF 数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 43 页 编写时间： 2004 年 9 月 （2） 还原律)()( BABA分配律（同或门。其逻辑功能选择：）BA（3） 列真值表真值表 F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 （4）逻辑功能：同或；选择的输入状态。. 组合逻辑电路的一般设计方法一、设计步骤（1） 设置变量 （2） 逻辑问题 （确定因、果变量） 二值逻辑状态赋值 （3） （4） （5） 列出真值表（或卡诺图） 逻辑函数式 （用小规模门电路） （7） 化简函数式 逻辑电路图 （6） 选定器件类型 （7） 变换函数式 逻辑电路图
4、 （用组合器件或可编程逻辑器件）数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 44 页 编写时间： 2004 年 9 月 二、应用举例例. 用与非门实现三变量判奇电路设计。解：（1） 设： 输入变量为 、输出变量为 F（2） 赋值：0 无输入、1 有输入0 非奇数F 1 奇 数（3） 列真值表真值表 卡诺图 由卡诺图可见：函数已是最简，无最小项相邻。（4） CBACBAF F0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 45 页 编写时间： 2004 年 9 月 )()( CBACBA（
5、5） 还原律 将与或式转换成与非式的主要思路反演律 )()( BABAF CC )()()()( （6） 绘制逻辑电路图（常用逆向推理方式绘制，将绘制时间缩到最断.）. 编码器和译码器一、编码和译码的概念转换成将非二进制信息 二进制代码的过程（或者说逻辑）称 编码。完成编码功能的器件称为编码器 。转换成将二进制代码 非二进制信息码的过程成为译码。完成译码功能的器件称为译码器 。显然，编码和译码是互逆的。二进制信息：每一个高、低电平信号。数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 46 页 编写时间： 2004 年 9 月 二、二进制编码器 （普通编码器 优先编码器）1优先编码的特点：（1）输出
6、逻辑位数 ，可以表示 个输入信息。nn2n2编码结构示意图（2）输出变量 Yi 有权位高低、输入变量 Xj 有级别高低。（3）输入变量相互之间的排斥性与逻辑优先编码。三、译码器1. 二进制译码器（1）二进制译码器组成结构示意图：（2）每一个输出位对应一组二进制码， 即： ； iimF（3）输入码有权位高低、输出码有对应位的级别高低；（4）译码器输出变量是互相排斥的，每一组合输入状态对应的全输出状态中仅有一个输出状态取值是“0” 。 即： 0i i2. 译码器的设计（1）试设计一个二进制代码的译码器，输出以低电平有效。用与非门实现。数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 47 页 编写时间：
7、 2004 年 9 月 解：1确定输出的位数： m ； 。n242列真值表3写出函数式，并且进行化简：0F01A2013F2A4画出逻辑图3. 实用二进制译码器 74LS138、74LS42、7448数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 48 页 编写时间： 2004 年 9 月 1）. 74LS138 ：（1） 3 线 8 线 译码器（TTL 电路 IC）（2） 逻辑电路图（见 P146 图 3.3.8）（3） 逻辑函数式：1230120SAF11230213SAF12302415123026SAF17（4）电路特点： 使能端 3 个 、 、1S23 321321S 3211 （ ）
8、0 32S 1 imFS 0 （ 0； ） 132 1 ii数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 49 页 编写时间： 2004 年 9 月 2）. 74LS42 原理同上，但没有使能选择端3）. 7448 原理同上，组合方式改变。（1）7448IC 将二进制数字信号转换成一位十进制数码显示专用 IC。（2）LED 数字显示原理：（3）二进制数字信号转换成一位十进制数码显示真值表：数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 50 页 编写时间： 2004 年 9 月 （4）卡诺图数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 51 页 编写时间： 2004 年 9 月 （5）逻辑函数式数字设计原理与实践讲稿本 刘布民编写执笔第 52 页 编写时间： 2004 年 9 月 2编码器的设计【1】普通编码器的设计试设计一个二进制编码器。输入 I0 、I 1 、 、I 7 共计八个，变量相互排斥，对 Ii = 1 进行编码，输出以正逻辑表示， （限制）要求用与非门实现。解： （1）变量设置 设置输入变量为 Ii 设置输出变量为 F（2） 确定输出位数 n : (取整数) = 38log2（3） 列写真值表
