1、第3單元 組合邏輯電路的分析與設計 教學目標：教學目標：1 1掌握組合邏輯電路的基本特點掌握組合邏輯電路的基本特點; ;2掌握組合邏輯電路的設計方法。掌握組合邏輯電路的設計方法。 3.1 概述數字電路系統組成簡圖 在實際應用中，往往需將若干個門電路組合起來實現不同的邏輯功能，這種電路是邏輯電路。 組合邏輯電路的典型框圖如圖3.10。它可用如下的邏輯函數來描述，即：fi=fi (x0，x1，xn) (i=1,2,m)組合邏輯電路的構成組合邏輯電路框圖n所謂分析，指的是邏輯分析，即根據已知的邏輯電路找出電路的輸入和輸出之間的邏輯關系，最后得到電路的功能。341組合邏輯電路的分析方法1組合邏輯電路分

2、析的一般步驟：組合邏輯電路表達式化簡真值表簡述邏輯功能組合邏輯電路的分析步驟2.組合電路分析例3.13 一個雙輸入，雙輸出端的組合邏輯電路如圖3.12所示，分析該電路的功能。 解：（1）逐級寫出表達式 邏輯圖abzcabbabazzsabbzabazabz132321ababcbababa)ba(b)ba(aabbabaabbabas例3.13的真值表輸入輸出absc0000011010101101（2）化簡 (3)寫出真值表 根據化簡后的表達式寫出真值表。 2.組合電路分析（4）簡述其邏輯功能。2.組合電路分析a、b表示兩個1位二進制的加數，s是它們相加的本位和，c是向高位的進位。這種電路可

3、用于實現兩個1位二進制數的相加，它是運算器中的基本單元電路，稱為半加器。 例314 分析下圖所示電路的邏輯功能。 解：（1）寫表達式并化簡。 cbaabc)cba(abc)cba(abcabccabcbabcacfbfaffabcf1111 例3.14邏輯電路圖（2）列真值表（3）簡述其邏輯功能 由真值表可知，電路三個變量一致時，輸出f為1；三個變量不一致時，輸出為0。所以該電路稱為“不一致電路”。 想一想：若需要知道別人設計好的數字電路圖的邏輯功能時，怎么辦？ 3.4.2組合邏輯電路的設計n1組合邏輯電路設計的步驟邏輯問題邏 輯 真值表邏輯表達式化簡并根據提供的器件變換表達式邏輯電路圖組合邏

4、輯電路設計步驟 組合邏輯電路的設計就是根據給定的邏輯問題，畫出實現這一邏輯功能的邏輯電路 2組合邏輯電路設計舉例例例3.15：設計一個三人表決電路，結果按“少數服從多數”的原則決定。要求分別用與或門和與非門實現。解：（1）根據設計要求建立該邏輯函數的真值表。設三人的意見為變量a、b、c，表決結果為函數l。對變量及函數進行如下狀態賦值：對于變量a、b、c，設同意為邏輯“1”；不同意為邏輯“0”。對于函數l，設事情通過為邏輯“1”；沒通過為邏輯“0”。 真值表abccabcbabcalacbcab)bb(ac)aa(bc)cc(ababccabcbabcal（2）由真值表寫出邏輯表達式： （3）化

5、簡. （4）畫出邏輯圖 .如果要求用與非門實現該邏輯電路，就應將表達式轉換成與非與非表達式：acbcabacbcabl畫出邏輯圖如圖所示。 （2）列邏輯真值表。由于每一時刻只有一個輸入端，所以輸入組合只有8組，而不用列28次輸出組合。例3.16 ： 設計一個8輸入3輸出的二進制編碼電路，即8-3線編碼器。要求，每一時刻只有一個輸入鍵接通高電平，即為“1”，當不同的輸入鍵為“1”時，會有一個對應二進制碼輸出。解：（1）在實際問題變成邏輯問題。設8個輸入表示為i0i7，對應3個輸出y0y2的二進制碼和輸入端的下標數碼相一致。2組合邏輯電路設計舉例(3)寫出相應的表達式。76542763217531

6、0iiiiyiiiiyiiiiy2組合邏輯電路設計舉例（4）畫出邏輯電路圖。想一想：一種實際問題，只要能夠轉變為邏輯問題，并列出真值表，是否就可以得到與或式？也一定可以用邏輯電路來實現？ 本單元學習指導 組合邏輯電路的邏輯功能特點：組合邏輯電路任一時刻的輸出，取決于該時刻各輸入狀態的組合，而與電路的原狀態無關。其電路結構特點：由門電路構成，電路中既無記憶單元，且由輸出到各級門的輸入也無任何反饋線。 設計邏輯函數要進行化簡，邏輯函數的化簡有兩種方法：公式法和卡諾圖法。公式法化簡的優點是不受任何條件限制，但要求使用者能熟練運用各種公式和規則，而且還需要一定的運算技巧和經驗。卡諾圖化簡的優點是簡單、

7、直觀，而且有一定的步驟可循，但變量數太多時，也將失去了機械、直觀的優點。 各種組合邏輯電路在功能上千差萬別，但其分析方法和設計方法都是共同的。掌握了一般的分析方法，可得知任何給定電路邏輯功能；掌握基本的設計方法，就可據已知的實際要求設計獲得相應的邏輯電路。 本單元學習指導 實驗三 組合邏輯電路設計之密碼鎖、8線-3線編碼器 一實驗目的 1掌握組合邏輯電路的設計方法。2用實驗驗證設計電路的邏輯功能。3掌握編碼的概述，為后繼內容做準備。 二、實驗儀器和設備 1lcn-1數字電子技術實驗箱274ls20（雙四輸入ttl與非門） 一塊374ls00（雙二輸入ttl與非門） 一塊474ls21（雙四輸入

8、與門） 一塊5萬用表及鉗子等工具三、實驗內容 1設計一個數字密碼鎖電路 設計網絡示意圖如圖所示.開鎖信號輸出報警信號輸出控制輸入代碼輸入abcd 下圖是密碼為1001的密碼鎖的參考電路。其中，a、b、c、d是四個二進制代碼輸入端，e為開鎖控制輸入端。 （1）根據要求，設定輸入輸出變量的個數，并根據電路的邏輯確定兩者之間的對應關系，列出真值表，寫出邏輯表達式，畫出實驗電路圖。（2）搭試電路進行驗證。利用數字電子技術實驗箱提供工作所需電源、脈沖信號。f1、f2的由數字電子技術實驗箱上的兩個發光二極管配合喇叭監測配合喇叭，當發光二極管（led）亮，則表示接發光二極管的輸出端為高電平；發光二極管不亮，則表示接發光二極管的輸出端為低電平，不能開鎖時，要求喇叭發出報警聲。 實驗要求如下：2設計一個編碼器電路 要求8個輸入端對應于不同3位的二進制碼輸出。3位輸出可以接三個指示燈，由二進制組合來表示，也可以按權位的高低按序接到實驗箱的8字顯示的8421碼的其中4、2、1三個端，然后在對應每個輸入端時的輸入時有相對應的數字輸出，如定義為3的按鈕接通時輸出為011，經譯碼顯示為3。 四、實驗報告要求 1寫出真值表； 2畫出實驗電路圖； 3說明實驗原理； 4畫出編程器的電路結構并說明其工作現象和工作原理。 五、想想做做 制作自動售貨冷飲機。要求：該冷飲機