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1、1,第4章 组合逻辑设计原理,逻辑代数基础 组合电路分析 组合电路综合,数字逻辑设计及应用,2,化简逻辑函数,什么是最简 公式法化简 卡诺图化简,3,卡诺图化简步骤,填写卡诺图 圈组：找出可以合并的最小项 先找奇异“1”单元，圈质主蕴涵项，再圈其它项 保证每个圈的范围尽可能大、圈数尽可能少 方格可重复使用，但不要重叠圈组 读图：写出化简后的各项 消掉既能为0也能为1的变量 保留始终为0或始终为1的变量,4,4.2 组合电路的分析,分析的目的： 确定给定电路的逻辑功能 分析步骤： 由输入到输出逐级写出逻辑函数表达式 对输出逻辑函数表达式进行化简 判断逻辑功能（列真值表或画波形图）,5,4.3 组
2、合电路的综合,根据给出的实际问题， 求出实现这一逻辑功能的电路。 进行逻辑抽象，得到真值表或逻辑函数式 选择器件的类型 逻辑化简或变换成适当的形式 电路处理，得到电路图,6,1、进行逻辑抽象： 输入变量：红R 黄Y 绿G 三盏灯的状态 灯亮为1，不亮为0 输出变量：故障信号F 正常工作为0，发生故障为1,例：设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,7,1、进行逻辑抽象： 输入变量：红R 黄Y 绿G 三盏灯的状态 灯亮为1，不亮为0 输出变量：故障信号F 正常工作为0，发生故障为1,例：设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,1 1 1 1 1,8,1 1 1 1 1,1、逻辑抽象,2、用门
3、电路设计 写出逻辑函数式并化简,F = RYG + RY + RG + YG,RYG,RY,RG,YG,9,3、电路处理,F = RYG + RY + RG + YG,10,问题 描述,4.3 组合电路的综合,逻辑 抽象,选定 器件 类型,函数化简 电路处理,将函数 式变换,电路 实现,真值表 或 函数式,用门电路,用MSI组合电路或PLD,11,4.5 定时冒险,稳态特性 和 瞬态特性 steady-state behavior & stransient behavior 电路延迟 冒险（hazard）,尖峰,12,静态冒险,静态-1型冒险,静态-0型冒险,主要存在于 “与或”电路中,输出端
4、在一定条件下， 能简化成： F = (AA) = A+A,输出端在一定条件下， 能简化成： F = (A+A) = AA,主要存在于 “或与”电路中,13,利用卡诺图发现静态冒险,若卡诺图中， 圈与圈之间有相切现象， 则可能出现静态冒险。,消除冒险的方法： 引入额外项乘积项覆盖冒险的输入对。,F = XZ + YZ + XY,14,15,动态冒险,一个输入转变一次而引起输出变化多次的可能性,16,第四章 小结,4.1 开关代数 公理、定理 摩根定理 对偶、反演 逻辑函数的标准表示法,补充：同或、异或 4.2 组合电路分析,4.3 组合电路综合 4.5 定时冒险,17,第四章 作业,4.5 4.
5、6 (a)(b) 4.9 (c)(e) 4.10 (c)(f) 4.13 (a)(e) 4.16 (b)(c) 4.19 (a)(c) 4.22 (a)(c)(e),4.31 4.32 4.33 4.38 4.39 4.44 4.46 4.47 4.71 4.72(b) 4.66 4.83,18,补充：竞争冒险（清华教材）,竞争：门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变。,若后继负载电路是一个对脉冲敏感的电路， 这种尖峰脉冲可能使负债电路发生误动作。,竞争冒险：由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲,19,检查竞争冒险现象的方法,只要输出端的逻辑函数在一定条件下能简化成,采用计算机辅助分析手段,用实验来检查电路输出端是否产生尖峰脉冲,20,消除竞争冒险现象的方法,接入滤波电容,尖峰脉冲一般都很窄，输出端并接一个很小的滤波电容，足以将其幅度削弱到门电路的阈值电压以下。,增加了输出电压波形的上升时间和下降时间，使波形变坏 不是一个好办法,21,消除竞争冒险现象的方法,引入选通脉冲,修改逻辑设计,增加冗余项消除冒险（可以利用卡诺图）,P,
