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1、第3章 组合逻辑电路,学习要点：组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路中的竟争与冒险,一、组合逻辑电路的基本特点,二、组合逻辑电路的分析方法,一、 组合逻辑电路的分析,组合电路：电路在任何时刻的输出仅由同一时刻的输入 组合有关，与电路当前状态无关。 组合电路的特点： （1）没有反馈延迟通路。 （2）不含有记忆元件。 （3）输入变量一旦确定，输出状态是唯一的且被确定。 （4）输出状态不影响输入状态，电路的历史状态也不 影响输出状态。,1、组合逻辑电路的基本特点,2、组合逻辑电路的分析方法,逻辑图,逻辑表达式,1,1,最简与或表达式,化简,2,2,从输入到输出逐级写出,例3-1：
2、,最简与或表达式,3,真值表,3,4,电路的逻辑功能,当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。,4,逻辑图,逻辑表达式,例3-2：,最简与或表达式,真值表,用与非门实现,电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。,电路的逻辑功能,3. 总结：,组合电路分析是对数字电路进行检修和改进时，了解电路具体功能的重要手段，组合电路的分析步骤：逻辑图写出逻辑表达式逻辑表达式化简
3、列出真值表逻辑功能描述。在许多情况下，如果用中、大规模集成电路来实现组合函数，可以取得事半功倍的效果。,二、组合逻辑电路的设计,1.设计组合逻辑电路的步骤:,真值表,电路功能描述,例3-3：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。,设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。,1,1,2. 组合逻辑电路的设计实例,2,逻辑表达式或卡诺图,最简与或表达式,化简,3,2,已为最简
4、与或表达式,4,逻辑变换,5,逻辑电路图,用与非门实现,用异或门实现,真值表,电路功能描述,例3-4：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。,设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。,1,1,2,2,逻辑表达式,3,卡诺图,最简与或表达式,化简,4,5,逻辑变换,6,逻辑电路图,3,化简,4,1,1,1,Y=,AB,+AC,5,6,例:,设计一个一位数字比较器。两数A、B。如
5、果AB，那么L1 =1, L2= L3=0。若A和B的关系是A=B，L2 =1，AB，则分别只有L3=1。 提示：比较器电路，清华教材P125图3.29、图3.2.10有电路图可参考，也可自行设计，用灯的亮灭列表说明结果。,3.1 竞争与冒险产生的原因,在实际的电路中，由于从输入到输出存在不同的通路，而这些通路上门电路的级数不同，或者电路平均延迟时间有差异，从而使信号经不同通路传输到输出级所需的时间不同，这种时差现象称为竞争。,在实际工程中，常需要考虑排除这些情况，使电路能可靠工作。,竞争现象可能会使电路输出干扰脉冲（电压毛刺），造成系统中某些环节误动作，这种现象称为冒险 。,干扰信号,产生竞
6、争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。,根据出现的尖脉冲的极性，冒险可分为偏“1”冒险和偏“0”冒险,3.2 竞争与冒险的检查与消除方法,1冒险现象的判别 （1）代数法。首先找出具有竞争能力的变量，然后逐次改变其他变量，判断是否存在冒险，是何种冒险。,例3-5:,偏“1”冒险：,偏“0”冒险：,是否存在冒险现象。,解：由函数可以看出变量A具有竞争能力，且当,时,将产生偏“1”冒险。,判断,（2）卡诺图法。在函数卡诺图中，凡是存在卡诺圈相切而不相交的情况，都存在竞争冒险现象。,有圈相切，则有竞争冒险,（3）实验法判断 （4）使用计算机辅助分析手段判断,2冒险现象的消除,（1）增加多余项,增加冗余项， 消除竞争冒险,（2）增加选通电路 （3）利用滤波电路,END!,
