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1、第三章 组合逻辑电路3.1 概述 3.2 组合逻辑电路分析基础 3.3 组合逻辑电路设计基础 3.4 几种常用的组合逻辑组件 3.5 利用中规模组件设计组合电路第十讲 组合逻辑电路的分析与设计 课题：组合电路的分析和设计 课时安排：2重点：分析和设计的基本方法、编码器 难点：设计中的逻辑抽象:优先编码器的应用 教学目标：使同学掌握组合电路的概念、分析和设计的基本过程 了解编码器的概念，理解编码器的真值表、掌握优先编码的应用 教学过程：一、组合电路的概述二、组合电路的分析和设计方法1、分析方法及举例2、设计方法及举例三、编码器1、二进制编码器2、优先偏码器3、二十二进制编码器4.1 概述逻辑电路
2、组合 逻辑电路时序 逻辑电路功能：输出只取决于 当前的输入。 组成：门电路(不存在 记忆元件)。功能：输出取决于当 前的输入和原 来的状态。组成：组合电路+记忆 元件。一、组合逻辑电路的特点 特点：电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻 各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。每一个输出变量是全部 或部分输入变量的函数：L1=f1（A1、A2、Ai） L2=f2（A1、A2、Ai） Lj=fj（A1、A2、Ai） 组合电路: 由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没 有反馈通路。二、组合电路的研究内容：分析：设计：给定 逻辑图得到逻辑功能分析给定逻辑功能画出 逻辑图设计4.2 组合逻辑电路分析方
3、法1. 由给定的逻辑图逐级写出逻辑关系表达式。分析步骤：2. 用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数进行化简。3. 列出输入输出状态表并得出结论。分析举例：例1：分析下图的逻辑功能。 &ABF真值表特点：输入相同为“1”；输入不同为“0”。同或门=1ABF例2：分析下图的逻辑功能。 &A BF真值表特点：输入相同为“0”；输入不同为“1”。异或门=1ABF1例3：分析下图的逻辑功能。 0 1被封锁1 =1BM F& 2& 3& 4A1=010被封锁1特点： M=1时选通A路信号；M=0时选通B路信号。M& 2& 3& 4AB1F选通电路4.3 组合逻辑电路设计方法1. 指定实际问题的逻辑含义，列出真值表
4、。设计步骤：2. 用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数式进行化简。 3. 依最简式画出逻辑图。设计举例：例1 设计一个交通信号灯工作状态检测电路。每组交通信号由红、黄、绿三盏灯组成，正常工作状态下，任何时刻点亮的只能是红、黄、绿中的一种。当出现其他五种点亮状态时，电路发生故障，要求电路发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。例1 交通信号灯的正常工作状态与 故障状态逻辑抽象，列出真值表1、分析事件因果关系，确定输入、输出变量2、定义变量（变量赋值）3、列出逻辑真值表 结果 输出变量（故障信号 Y ）原因 输入变量（灯的状态 R A G）灯灭 0故障 1正常 0灯亮 1R A G Y 0 0 0 1 0
5、0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1例1 卡诺图、真值表R A G Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1例1 逻辑图之一（与或式）例1 逻辑图之二（与非式）例1 逻辑图之三（与或非式）例：设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示 灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。1. 首先指明逻辑符号取“0”、 “1”的含义。2. 根据题意列出真值表。真值表三个按键A、B、C按下时为 “1”，不按时
6、为“0”。输出是 F，多数赞成时是“1”，否则 是“0”。真值表3. 画出卡诺图，并用卡诺 图化简：ABC 0001111001ABACBC4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。&1&A B BCF(1) 若用与或门实现&A BCF(2) 若用与非门实现例3：设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻 辑电路。解：（1）根据题目要求，列出真值表：余三码转换为8421BCD码真值表余三码 （输入）0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0
7、0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 18421BCD码（ 输出） （2）用卡诺图进行化简。（注意利用无关项）化简后得到的逻辑表达式为：（3）由逻辑表达式画出逻辑图。4.4几种常用的组合逻辑组件随着集成技术的发展，在一个基片上集成的电 子元件数目越来越多。根据每个基片上包含元器 件的数目（集成度）不同，集成电路分为SSI、 MSI 、LSI、 VLSI 、SLSI。MSI-Miedium Scale Intergration 1
8、0100门/片LSI-Large Scale Intergration 100 1000门/片VLSI-Very Large Scale Intergration 100010000门/片SSI-Small Scale Intergration 10门/片SLSI-Super Large Scale Intergration 10000门/片人们在生产和生活中遇到的实际逻辑 问题层出不穷，因而为解决这些问题而设 计的逻辑电路也不胜枚举。但是，其中也有若干种电路在各类数字 系统中经常、大量出现。为了方便，目前 已将这些电路的设计标准化，并且制成中 、小规模单片集成电路的产品，其中包括 编码器、译
9、码器、数据选择器、数值比较 器、加法器等。下面，结合组合电路的分析、设计方法， 介绍它们的工作原理和使用方法。编码 用二进制代码表示固定的含义。n个二进制代码（n位二进制数）有2n种 不同的组合，可以表示2n个信号。一、二进制编码器二进制编码器：将一系列信号状态编制成二进制代码。一、编码器编码器 执行编码功能的电路输 入 输 出I0 I1 I2 I3 Y1 Y01 0 0 00 1 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 00 11 01 11、4线2线 普通编码器真值表（二位二进制编码器）4线2线普通编码器卡诺 1 10 0 I0 I10 0Y1I2I30 11 11 00 00 11 1
10、1 0 1 01 0 I0 I10 0Y0I2I30 11 11 00 00 11 11 04线2线普通编码器卡诺 1 10 0 I0 I10 0Y1I2I30 11 11 00 00 11 11 0 1 01 0 I0 I10 0Y0I2I30 11 11 00 00 11 11 0输 入 输 出I0 I1 I2 I3 Y1 Y01 0 0 00 1 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 00 11 01 14线2线普通编码器卡诺 1 10 0 I0 I10 0Y1I2I30 11 11 00 00 11 11 0 1 01 0 I0 I10 0Y0I2I30 11 11 00 00 1
11、1 11 04线2线普通编码器卡诺 1 10 0 I0 I10 0Y1I2I30 11 11 00 00 11 11 0 1 01 0 I0 I10 0Y0I2I30 11 11 00 00 11 11 0输 入 输 出I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y01 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01
12、1 12、8线3线 普通编码器真值表真值表逻辑式三位二进制（8线-3线）逻辑式三位二进制（8线-3 线）编码器逻辑图逻辑图三位二进制（8线3线）编码器的框图8线3线优先编码逻辑图74LS1483、8线3线 优先编码器注:从分析入手!74LS148优先编码器真值 表1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 01 1 1 1 1 1 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 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0输输 出 输输 入输入端输出端选通端（片选端）扩展端扩展端选通不选通有编码信号输入无编码信号输入
