组合逻辑电路分析

组合逻辑电路分析
组合逻辑电路分析

实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试

一、实验目的

1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法;

2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。

二、实验原理

1.组合逻辑电路的分析与测试

组合逻辑电路是最常见的逻辑电路,即通过基本的门电路(比如与门,与非门,或门,或非门等)来组合成具有一定功能的逻辑电路。组合逻辑电路的分析,就是根据给定的逻辑电路,写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式,或者列出真值表,从而确定该电路的逻辑功能。组合逻辑电路的测试,就运用实验设备和仪器,搭建出实验电路,测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系,从而验证该电路的逻辑功能。

组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是:

(1)根据给定的组合逻辑电路图,列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式;

(2)根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图;

(3)根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能;

(4)运用实验设备和器件搭建出该电路,测试其逻辑功能。

2.组合逻辑电路的设计与测试

组合逻辑电路的设计与测试,就是根据设计的功能要求,列出输入量与输出量之间的真值表,通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式,然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路,然后运用实验设备与器件搭建实验电路,测试该电路是否符合设计要求。

组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是:

(1)根据设计的功能要求,列出真值表或者卡诺图;

(2)化简逻辑函数,得到最简的逻辑表达式;

(3)根据最简的逻辑表达式,画出逻辑电路;

(4)搭建实验电路,测试所设计的电路是否满足要求。

三、预习要求

1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容,以达到明确实

验内容的目的。

2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。

四、实验设备与仪器

1.数字电路实验箱;

2.芯片74LS00;74LS20。

五、实验内容

1.半加器逻辑电路的分析与测试

S

C

图5.5.1 半加器的逻辑电路

(1) 根据图5.5.1写出中间量(1Z 、2Z 和3Z )和输出量(S 和C )关于输入量(A 和B )

的逻辑表达式。

中间量: 1Z = ;2Z = ;3Z = 。 输出量: S = ;C = 。

(2) 根据逻辑表达式列出真值表,记入表5.5.1中,并填入表5.5.2关于S 和C 的卡诺图

中,判别能否化简。

表5.5.1 半加器的真值表

A B 00S C

10011

1输入量

中间量

输出量

123Z Z Z

表5.5.2 输出量S 和C 的卡诺图

A B

01

S A B

C 0001

1

1

(3) 根据图5.5.1,在实验设备上搭建出半加器的逻辑电路。输入量(A 和B )接到实验

设备相应的逻辑电平输出插口,中间量(1Z 、2Z 和3Z )和输出量(S 和C )分别

接到实验设备相应的逻辑电平显示输入插口。根据表5.5.1的要求进行逻辑功能的测试,将结果填入表5.5.3中,同时与表5.5.1进行比较,两者是否一致。

注意:逻辑电平输出插口和逻辑电平显示输入插口的指示灯亮,表示“1”,而指示灯灭,表示“0”。

表5.5.3 由与非门组成的半加器电路测量

A B 00S C

10011

1输入量中间量输出量

123Z Z Z

结论:表5.5.3与表5.5.1是否一致?答:

2. 组合逻辑电路的设计与测试

设计项目:在某种资格审批中,有A 、B 、C 、D 四个裁判进行投票裁定,其中裁判A 、B 、C 三人的裁定各计一票,而裁判D 的裁定计两票。现在,要求票数超过半数(即大于或者等于3票)才算资格审批通过,否则资格审批不通过。试选用与非门设计满足要求的组合逻辑电路。

假设输入量(四个裁判)A 、B 、C 和D ,投票赞成,就记为“1”,投票反对记为“0”;输出量(资格审批)Y 通过,就记为“1”,不通过记为“0”。 (1) 根据设计要求,列出并填写逻辑状态表(见表5.5.4)

表 5.5.4 逻辑状态表

A B C 000D Y

0A B C D Y

0100001001101000110010101

1

1

00010101001101111001110110111

1

1

1

输 入 量

输 入 量

输出量

输出量

(2) 根据上面的逻辑状态表(或真值表),列出相应的卡诺图,填入表5.5.5中,化简逻

辑函数,得到最简的逻辑表达式;

表5.5.5 输出量Y 的卡诺图

AB CD

00011110

00011110Y

(3) 根据最简的逻辑表达式,画出逻辑电路;

(4) 搭建出实验电路,测试该电路是否满足设计要求。

3. 设计一个保险箱的数字代码锁,该锁有规定的4位代码A 、B 、C 、D 的输入端和一个开

箱钥匙孔信号E 的输入端。锁的代码由实验者自编。当用钥匙开箱时(E=1),如果输入

代码符合该锁设定,保险箱被打开(Z1=1),如果不符,电路将发出报警信号(Z2=1)。要求使用最少的与非门来实现,检测并记录实验结果。(提示:实验时锁被打开,则实验箱上LED 发光二极管点亮,当输入数码有错时,防盗蜂鸣器响或另一个LED 发光二极管点亮)。

六、实验报告

1. 根据实验内容,整理实验数据及图表,并对实验结果进行分析与讨论。

2. 总结组合电路的分析与测试方法。

3. 列出实验任务的设计过程,并画出设计的电路图。

4. 对所设计的电路进行实验测试,记录测试结果。

5. 实验的心得与体会。

七、实验注意事项

1. 集成芯片使用的时候注意:必须先接通电源后接通信号。实验结束或者改接线路时应先

撤除信号后关掉电源。

2. 芯片管脚相互不可短路,否则会损坏芯片。

3. 芯片在使用的时候,要按要求接上电源和接地,否则芯片无法正常工作。

八、思考题

1. 针对某一个功能要求,设计出来的组合逻辑电路一定相同吗?

2. 在实验过程中,如果没有非门的芯片使用,如何通过将与非门(或者或非门)改接成非

门?

有关芯片的引脚定义

芯片74LS00 芯片74LS20

21

34567

1314121110982134567

131********

8

组合逻辑电路基础知识、分析方法

组合逻辑电路基础知识、分析方法 电工电子教研组徐超明 一.教学目标:掌握组合逻辑电路的特点及基本分析方法 二.教学重点:组合逻辑电路分析法 三.教学难点:组合逻辑电路的特点、错误!链接无效。 四.教学方法:新课复习相结合,温故知新,循序渐进; 重点突出,方法多样,反复训练。 组合逻辑电路的基础知识 一、组合逻辑电路的概念 [展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的概念:若干个门电路组合起来实现不同逻辑功能的电路。 复习: 名称符号表达式 基本门电路与门Y = AB 或门Y = A+B 非门Y =A 复合门电路 与非门Y = AB 或非门Y = B A+ 与或非门Y = CD AB+ 异或门 Y = A⊕B =B A B A+ 同或门 Y = A⊙B =B A AB+ [展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的特点和能解决的两类问题: 二、组合逻辑电路的特点 任一时刻的稳定输出状态,只决定于该时刻输入信号的状态,而与输入信号作用前电路原来所处的状态无关。不具有记忆功能。

三、组合逻辑电路的两类问题: 1.给定的逻辑电路图,分析确定电路能完成的逻辑功能。 →分析电路 2.给定实际的逻辑问题,求出实现其逻辑功能的逻辑电路。→设计电路 14.1.1 组合逻辑电路的分析方法 一、 分析的目的:根据给定的逻辑电路图,经过分析确定电路能完成的逻辑功能。 二、 分析的一般步骤: 1. 根据给定的组合逻辑电路,逐级写出逻辑函数表达式; 2. 化简得到最简表达式; 3. 列出电路的真值表; 4. 确定电路能完成的逻辑功能。 口诀: 逐级写出表达式, 化简得到与或式。 真值表真直观, 分析功能作用大。 三、 组合逻辑电路分析举例 例1:分析下列逻辑电路。 解: (1)逐级写出表达式: Y 1=B A , Y 2=BC , Y 3=21Y Y A =BC B A A ??,Y 4=BC , F=43Y Y =BC BC B A A ??? (2)化简得到最简与或式: F=BC BC B A A ???=BC BC B A A +??=BC C B B A A +++))(( =BC C B A B A BC C B B A +??+?=++?)(=BC B A BC C B A +?=++?)1( (3)列真值表: A B C F 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 (4)叙述逻辑功能: 当 A = B = 0 时,F = 1 当 B = C = 1 时,F = 1 组合逻辑电路 表达式 化简 真值表 简述逻辑功能

组合逻辑电路的分析

组合逻辑电路的分析(大题)一.目的 由逻辑图得出逻辑功能 二.方法(步骤) 1.列逻辑式: 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式; (由输入至输出逐级列出) 2.化简逻辑式: 代数法、卡诺图法; (卡诺图化简步骤保留) 3.列真值表: 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表;4.分析逻辑功能(功能说明): 分析该电路所具有的逻辑功能。 (输出与输入之间的逻辑关系); (因果关系) (描述函数为1时变量取值组合的规律) 技巧:先用文字描述真值表的规律(即叙述函数值为1时变量组合所有的取值),然后总结归纳电路实现的具体功能。

5.评价电路性能。三.思路总结: 组合逻辑 电路逻辑表达式最简表达式真值表逻辑功能化简 变换 四.注意: 关键:列逻辑表达式; 难点:逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时,用文字描述真值表的规律。(描述函数值为1时变量组合所有的取值)。 2、常用的组合逻辑电路。 (1)判奇(偶)电路; (2)一致性(不一致性)判别电路; (3)相等(不等)判别电路; (4)信号有无判别电路; (5)加法器(全加器、半加器); (6)编码器、优先编码器; (7)译码器; (8)数值比较器; (9)数据选择器; (10)数据分配器。

3、多输出组合逻辑电路判别: 1)2个输出时考虑加法器:2输入半加;3输入全加。 2)4输出时考虑编码器:4输入码型变换;编码器。 五.组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示,分析电路的逻辑功能。 A B Y 解: (1)写出输出端的逻辑表达式:为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z1、Z2、Z3和Y的逻辑表达式为:

第五章组合逻辑电路典型例题分析

第五章 组合逻辑电路典型例题分析 第一部分:例题剖析 例1.求以下电路的输出表达式: 解: 例2.由3线-8线译码器T4138构成的电路如图所示,请写出输出函数式. 解: Y = AC BC ABC = AC +BC + ABC = C(AB) +CAB = C (AB) T4138的功能表 & & Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 “1” T4138 A B C A 2A 1A 0Ya Yb S 1 S 2 S 30 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 S 1S 2S 31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0

例3.分析如图电路,写出输出函数Z的表达式。CC4512为八选一数据选择器。 解: 例4.某组合逻辑电路的真值表如下,试用最少数目的反相器和与非门实现电路。(表中未出现的输入变量状态组合可作为约束项) CC4512的功能表 A ? DIS INH 2A 1A 0Y 1 ?0 1 0 0 0 00 00 00 0 0 0 0 00 0 ?????0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 1 高阻态  0D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 Z CC4512 A 0A 1A 2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 DIS INH D 1 D A B C D Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 0 CD AB 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 1 0 1 11 × × × ×10 0 1 × × A B 第一步画卡诺图第三步画逻辑电路图

3.1组合逻辑电路的分析

第三章组合逻辑电路 基本要求: 熟练掌握组合逻辑电路的分析方法;掌握组合逻辑电路的设计方法;理解全加器、译码器、编码器、数据选择器、数据比较器的概念和功能,并掌握它们的分析与实现方法;了解组合逻辑电路中的险象 本章主要内容:组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 本章重点: 组合逻辑电路的分析方法 组合逻辑电路的设计方法 常用逻辑部件的功能 本章难点: 组合逻辑电路的设计 一、组合逻辑电路的特点 若一个逻辑电路,在任一时刻的输出仅取决于该时刻输入变量取值组合,而与电路以前的状态无关,则电路称为组合逻辑电路(简称组合电路)。可用一组逻辑函数描述。 组合电路根据输出变量分为单输出组合逻辑电路和多输出组合逻辑电路。 注意:1.电路中不存在输出端到输入端的反馈通路。 2.电路不包含记忆元件。 3.电路的输出状态只由输入状态决定。 二、组合逻辑电路的分析方法 分析的含义:给出一个组合逻辑电路,分析它的逻辑功能。 分析的步骤: 1.根据给出的逻辑电路图,逐级推导,得到输出变量相对于

输入变量的逻辑函数。 2.对逻辑函数化简。 3.由逻辑函数列出对应的真值表。 4.由真值表判断组合电路的逻辑功能。 三、组合电路的分析举例 1、试分析图3-1所示的单输出组合逻辑电路的功能 解:(1)由G1、G2、G3各个门电路的输入输出关系,推出整个电路的表达式: Z1=ABC F=Z1+Z2 (2)对该逻辑表达式进行化简: (3)根据化简后的函数表达式,列出真值表3-1。 (4)从真值表中可以看出:当A、B、C三个输入一致时(或者全为“0”、或者全为“1”),输出才为“1”,否则输出为“0”。所以,这个组合逻辑电路具有检测“输入不一致”的功能,也称为“不一致电路”。

实验二 组合逻辑电路功能分析与设计

实验二组合逻辑电路功能分析与设计 一、实验目的: 1、了解组合逻辑电路的特点; 2、掌握组合逻辑电路功能的分析方法; 3、学会组合逻辑电路的连接方法; 4、掌握组合逻辑电路的设计方法。 二、实验原理: 1、组合逻辑电路的特点: 组合电路的输出只与当时输入的有关,而与电路以前的状态无关,即输出与输入的关系具有及时性,不具备记忆功能。 2、组合逻辑电路的分析方法: a写表达式:一般方法是从输入到输出逐级写出逻辑函数的表达式。 b化简:利用公式法和图行法进行化简,得出最简的函数表达式。 c列真值表:根据最简函数表达式列出函数真值表。 d功能描述:判断该电路所完成的逻辑功能,做出简要的文字描述,或进行改进设计。 3、组合逻辑电路的设计步骤: a根据设计的要求列出真值表。 B根据真值表写出函数表达式。 C化简函数表达式或做适当的形式转换。 D画出逻辑电路图。 三、实验器件 集成块:74LS00、74LS04、74LS08、74LS32 四、实验内容: (一)、组合逻辑电路功能分析 当电路A,B都输入0或1时,Y值输出为1; 当电路A,B输入为不一样的值时,Y值输出为0. 1图4-1 (二)、组合逻辑电路设计(根据组合逻辑电路的设计步骤,分别写出各个组合逻辑电路的设计步骤。) 1、设计一个举重裁判表决器。设举重比赛有三个裁判,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(其中必须有主裁判)

判明成功时,表示“成功”的灯才亮。(要求用与非门实现) 设输入变量:主裁判为A ,副裁判分别为B ,C ,按下按钮为1,不按为0;输出变量:表示成功与否用Y 表示,灯亮为1,不亮为0,根据题意可以列出如图的真值表。 Y=AB == *AC == 2、某设备有开关A 、B 、C ,要求仅在开关A 接通的条件下,开关B 才能接通;开关C 仅在开关B 接通的条件下才能接通。违反这一规程,则发出报警信号。设计一个由与非门组成的能实现这一功能的报警控制电路。(要求用与非门实现) 设输入变量:开关分别为A ,B ,C ;输出变量:报警器为Y ,报警为1,不报警为0,根据题意可以列出如图的真值图。 Y=AC -= *AB -= *BC -=

组合逻辑电路的分析与设计实验报告

组合逻辑电路的分析与设计 实验报告 院系:电子与信息工程学院班级:电信13-2班 组员姓名: 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 二、实验原理 通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻,输出状态只取决于同一时刻各输入状态的组合,而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。 1.组合逻辑电路的分析过程,一般分为如下三步进行:①由逻辑图写输出端的逻辑表达式;②写出真值表;③根据真值表进行分析,确定电路功能。 2.组合逻辑电路一般设计的过程为图一所示。 图一组合逻辑电路设计方框图 3.设计过程中,“最简”是指按设计要求,使电路所用器件最少,器件的种类最少,而且器件之间的连线也最少。 三、实验仪器设备 数字电子实验箱、电子万用表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若干。 74LS00 74LS04 74LS20 四、实验内容及方法

1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。 数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示,多位二进制数的排列组合叫做代码,给代码赋以一定的含义叫做编码。 (1)4线-2线编码器真值表如表一所示 4线-2线编码器真值表 (2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为 Y=((I0′I1′I2I3′)′(I0′I1′I2′I3)′)′ 1 Y=((I0′I1I2′I3′)′(I0′I1′I2′I3)′)′ (3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图 4线-2线编码器逻辑图 (4)按照全加器电路图搭建编码器电路,注意搭建前测试选用的电路块能够正常工作。 (5)验证所搭建电路的逻辑关系。 I=1 1Y0Y=0 0 1I=1 1Y0Y=0 1 I=1 1Y0Y=1 0 3I=1 1Y0Y=1 1 2 2、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。 译码是编码的逆过程,它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的号.(即电路的某种状态),具有译码功能的逻辑电路称为译码器。 (1)2线-4线译码器真值表如表二所示

组合逻辑电路的分析与设计

第三章组合逻辑电路的分析和设计 [教学要求] 1.掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式; 2.掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法; 3.了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的使用。 4.掌握组合逻辑电路的分析和设计方法; 5.了解组合电路中的竞争和冒险现象、产生原因及消除方法。 [教学内容] 1.逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式 2.逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法 3.最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的使用 4.组合逻辑电路的分析方法 5.组合逻辑电路的设计方法 6.组合电路中的竞争和冒险现象、产生原因及消除方法 组合逻辑电路――在任何时刻,输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合,而和先前状态无关的逻辑电路。 组合逻辑电路具有如下特点: (1)输出、输入之间没有反馈延迟通路; (2)电路中不含记忆单元。 3.1 逻辑代数 逻辑代数是分析和设计逻辑电路不可缺少的数学工具。逻辑代数提供了一种方法,即使用二值函数进行逻辑运算。逻辑代数有一系列的定律和规则,用它们对数学表达式进行处理,可以完成对电路的化简、变换、分析和设计。

一、逻辑代数的基本定律和恒等式 常用逻辑代数定律和恒等式表:P90 加乘非 基本定律 结合律 交换律 分配律 反演律(摩根定律) 吸收律 其他常用恒等式 表中的基本定律是根据逻辑加、乘、非三种基本运算法则,推导出的逻辑运算的一些基本定律。对于表中所列的定律的证明,最有效的方法就是检验等式左边的函数和右边函数的真值表是否吻合。 证明: 证明如下: 二、逻辑代数的基本规则

组合逻辑电路的分析

一.目的 由逻辑图得出逻辑功能 二.方法(步骤) 1.列逻辑式: 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式; (由输入至输出逐级列出) 2.化简逻辑式: 代数法、卡诺图法; (卡诺图化简步骤保留) 3.列真值表: 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表;4.分析逻辑功能(功能说明): 分析该电路所具有的逻辑功能。 (输出与输入之间的逻辑关系); (因果关系) (描述函数为1时变量取值组合的规律) 技巧:先用文字描述真值表的规律(即叙述函数值为1时变量组合所有的取值),然后总结归纳电路实现的具体功能。 5.评价电路性能。 三.思路总结:

四.注意: 关键:列逻辑表达式; 难点:逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时,用文字描述真值表的规律。(描述函数值为1时变量组合所有的取值)。 2、常用的组合逻辑电路。 (1)判奇(偶)电路; (2)一致性(不一致性)判别电路; (3)相等(不等)判别电路; (4)信号有无判别电路; (5)加法器(全加器、半加器); (6)编码器、优先编码器; (7)译码器; (8)数值比较器; (9)数据选择器; (10)数据分配器。 3、多输出组合逻辑电路判别: 1)2个输出时考虑加法器:2输入半加;3输入全加。 2)4输出时考虑编码器:4输入码型变换;编码器。

五.组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示,分析电路的逻辑功能。 A B Y 解: (1)写出输出端的逻辑表达式:为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z 1、Z 2、Z 3和Y 的逻辑表达式为: 321 3121Z Z Y BZ Z AZ Z AB Z ==== (2)化简与变换:将Z 1、Z 2、和Z 3代入到公式Y 中进行公式化简得: B A B A BZ AZ BZ AZ Z Z Z Z Y +=+=+=+==11113232 (3)列出真值表:根据化简以后的逻辑表达式列出真值表如表所示。

组合逻辑电路分析练习题及答案.

《组合逻辑电路分析》练习题及答案 [4.1] 分析图P4.1电路的逻辑功能,写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路完成什么逻辑功能。 图P4.1 [解] BC AC AB Y BC AC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)( 真值表: A B C Y 1 Y 2 000 0 0 00 1 1 0 010 1 0 01 1 0 1 100 1 0 10 1 0 1 1 1 0 0 1 11 1 1 1 由真值表可知:电路构成全加器,输入A 、B 、C 为加数、被加数和低位的进位,Y 1为“和”,Y 2为“进位”。 [4.2] 图P4.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图,写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时,Y 1~Y 4的逻辑式,列出真值表。

图P4.2 [解] (1)COMP=1、Z=0时,TG 1、TG 3、TG 5导通,TG 2、TG 4、TG 6关断。 3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===, 4324A A A Y ++= (2)COMP=0、Z=0时, Y 1=A 1, Y 2=A 2, Y 3=A 3, Y 4=A 4。 COMP=1、Z=0时的真值表 COMP=0、Z=0的真值表从略。 [题4.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1,输入为其他状态时输出为0。 [解] 题4.3的真值表如表A4.3所示,逻辑图如图A4.3所示。 表A4.3 ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++= BCD ACD ABC ABC +++= 十进制数 A 4A 3A 2A 1 Y 4Y 3Y 2 Y 1 十进制数 A 4 A 3 A 2 A 1 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 0 0 0 0 0 100 1 8 1000 000 1 1 000 1 1000 9 100 1 0000 2 0010 011 1 伪 码 1010 011 1 3 001 1 0110 101 1 0110 4 0100 010 1 1100 010 1 5 010 1 0100 110 1 0100 6 0110 001 1 1110 001 1 7 011 1 0010 111 1 0010 A B C D Y A B C D Y 0 0 0 0 0 1000 0 000 1 0 100 1 0 0010 0 1010 0 001 1 0 101 1 1 0100 0 1100 0 010 1 0 110 1 1 0110 0 1110 1 011 1 1 111 1 1

组合逻辑电路的分析方法和设计方法

课时授课计划 --15 课号:15 课题:8.1概述 8.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法 目的与要求:1掌握组合逻辑电路的定义、特点和研究重点、功能描述。 2掌握组合电路的分析方法和设计方法。 重点与难点:组合电路的分析方法和设计方法。 教学方法设计:1.由于分析与设计是逆过程,所以重点讲分析方法,设计方法自然引入。 2.讲解中注意阐明分析、设计思想。 3.需要通过一定量的例题说明方法,最后归纳总结。 教具: 课堂讨论:生活中组合电路的实例(电子密码锁,银行取款机等) 现代教学方法与手段: 复习(提问):1.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有?

(逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。)2.各种表示法之间的相互转换? 授课班次: 课时分配: 提纲 8.1概述 组合逻辑电路: 定义 构成 电路特点 8.2.1组合逻辑电路的分析方法 一、基本分析方法 分析:给定逻辑电路,求电路的逻辑功能。 步骤: 二、分析举例 归纳总结: 8.2.2 组合逻辑电路的设计方法

一、基本设计方法 设计:设计要求→逻辑图。 步骤(与分析相反): 二、设计举例 1.单输出组合逻辑电路的设计 2.多输出组合逻辑电路的设计 8.1概述 组合逻辑电路:在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态,而与电路的原来状态无关的电路。 生活中组合电路的实例(电子密码锁,银行取款机等) 电路结构:由逻辑门电路组成。 电路特点:没有记忆单元,没有从输出反馈到输入的回路。 说明:本节讨论的是SSI电路的分析和设计方法。 8.2.1组合逻辑电路的分析方法 提问:1.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有? (逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。) 2.各种表示法之间的相互转换? 组合逻辑电路的分析与设计相当于是各种表示法之间的相互转换。 一、基本分析方法 分析:给定逻辑电路→逻辑功能。 步骤: 1.给定逻辑电路→输出逻辑函数式 一般从输入端向输出端逐级写出各个门输出对其输入的逻辑表达式,从而写出整个逻辑电路的输出对输入变量的逻辑函数式。必要时,可进行化简,求出最简输

组合逻辑电路分析

A B C (1) 写出Y 的最简与或式; (2) 列出电路的真值表; (3) 说明电路的逻辑功能; 2.设计一个三输入端组合逻辑电路,当三个输入端信号电平相同时,输出为1,否则输出为0. 2005年 (1)列出真值表。 (2)求出与或表达式并变换为与非—与非式。 (3)画出用与非门组成的逻辑图(输入端可直接使用后变量)。 1.逻辑函数Y 的真质表如下表所示,2006年 (1)求出Y 的与或表达式 (2)求出Y 的最简与非—与非表达式 (3)画出用与非门实现函数Y 的逻辑图。

(1)写出Y1、Y2、Y3的表达式; (2)写出Y 的最简与或门; (3)画出化简后的逻辑电路图。 A B C 图3.3 1、组合逻辑电路的输入A 、B 、C 和输出F 的波形如图所示。2008年 (1)列出真值表; (2)写出逻辑函数表达式并化简; (3)用最少的与非门实现。 1、只有一辆自行车,要求只有在A 同意的情况下,B 和C 才可以骑,但B 具有优先权,B 不骑时C 才可以骑。 (1)列出真值表。(2)写出最简逻辑表达式,(3)试用与非门设计电路,画出逻辑电路图。2009年 三、简答题 1. (8-5中)设一位二进制半加器的被加数为A ,加数为B ,本位之和为S , 向高位进位为C ,试根据真值表 1).写出逻辑表达式 2).画出其 逻辑图。 真值表:

2.(8-5难)设一位二进制全加器的被加数为A i,加数为B i,本位之和为 S i,向高位进位为C i,来自低位的进位为C i-1,根据真值表 1).写出逻辑表达式 2).画出其逻辑图。 真值表: 3.(8-1难)分析图示逻辑电路:

组合逻辑电路分析

实验名称组合逻辑电路分析、设计与测试 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的分析与测试方法; 2.掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。 二、实验原理 1.组合逻辑电路的分析与测试 组合逻辑电路是最常见的逻辑电路,即通过基本的门电路(比如与门,与非门,或门,或非门等)来组合成具有一定功能的逻辑电路。组合逻辑电路的分析,就是根据给定的逻辑电路,写出其输入与输出之间的逻辑函数表达式,或者列出真值表,从而确定该电路的逻辑功能。组合逻辑电路的测试,就运用实验设备和仪器,搭建出实验电路,测试输入信号和输出信号是否符合理论分析出来的逻辑关系,从而验证该电路的逻辑功能。 组合逻辑电路的分析与测试的步骤通常是: (1)根据给定的组合逻辑电路图,列出输入量和中间量、输出量的逻辑表达式; (2)根据所得的逻辑式列出相应的真值表或者卡诺图; (3)根据真值表分析出组合逻辑电路的逻辑功能; (4)运用实验设备和器件搭建出该电路,测试其逻辑功能。 2.组合逻辑电路的设计与测试 组合逻辑电路的设计与测试,就是根据设计的功能要求,列出输入量与输出量之间的真值表,通过化简获得输入量与输出量之间的逻辑表达式,然后根据逻辑表达式用相应的门电路设计该组合逻辑电路,然后运用实验设备与器件搭建实验电路,测试该电路是否符合设计要求。 组合逻辑电路的设计与测试的步骤通常是: (1)根据设计的功能要求,列出真值表或者卡诺图; (2)化简逻辑函数,得到最简的逻辑表达式; (3)根据最简的逻辑表达式,画出逻辑电路; (4)搭建实验电路,测试所设计的电路是否满足要求。 三、预习要求 1.阅读理论教材上有关组合逻辑电路的分析与综合以及半加器等章节内容,以达到明确实 验内容的目的。 2.查阅附录有关芯片管脚定义和相关的预备材料。 四、实验设备与仪器 1.数字电路实验箱; 2.芯片74LS00;74LS20。 五、实验内容 1.半加器逻辑电路的分析与测试

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第五章组合逻辑电路 内容提要 【熟悉】组合逻辑电路的特点(功能、结构) 【掌握】组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法 【熟悉】常见的五种组合逻辑电路【掌握】中规模集成组合逻辑电路的应用(扩展与实现组合逻辑函数) 【了解】组合逻辑电路中的竞争和险象一.一.网上导学 二.二.本章小结 三.三.典型例题 四.四.习题答案 网上导学 一. 一. 组合逻辑电路的特点:p123 功能:输出仅取决于该时刻的输入而与电路原状态无关(无记忆功能); 结构(无记忆元件,无反馈环路). 二. 二. 组合逻辑电路的一般分析方法(组合逻辑电路图→求解逻辑功能): 组合逻辑电路图→列出逻辑函数表达式(迭代法,由输入逐级向后推) →求标准表达式或简化的表达式(转换或化简) →列出相应的真值表→判断电路功能。例5.2.1(异或门) P124 分析图5.3.3逻辑电路 1.1. 迭代法求输出逻辑表达式,如图: 图中,C=,D=AB,用迭代法求出电路输出逻辑表达式 F= 2.列出真值表(表5.2.1, P125) 分析真值表可知该电路是一个异或门 例2. 试分析下面电路 1.由上图可知 E=AB,D=AC,G=BC,迭代法得 F=E+D+G=AB+AC+BC 2. 列出相应的真值表 由真值表可以看出,该逻辑电路是一个三人多数表决电路。

三. 三. 组合逻辑电路的一般设计方法: 根据设计要求(要实现的逻辑功能)→画出逻辑电路图. 设计要求→列出真值表(确定输入、输出变量及它们的逻辑关系) →化简写出简化的逻辑表达式(→或转换成逻辑器件所需的表达形式)→画出逻辑图。例5.3.1(多数表决器) P125。 举例:设计一个一位加法器(半加器)电路. 1.1. 该电路有两个输入An、Bn和二个输出Sn和 , 2. 由真值表写出逻辑表达式(化简或转换,本题无) Sn=, =An*Bn 3.3. 画出逻辑图 四.组合逻辑电路中的竞争和险象:P126~P129 竞争:因门电路的传输时延而造成多路信号由于经过不同路径产生的时差现象;险象:由竞争产生的错误输出;检查(产生条件:输入存在互补变化;消除:添加冗余项. 竞争(B=0) *消除方法:参考例5.4.3(P128) 四. 四. 常见的五种组合逻辑电路:p129-p141 着重于其功能和输出与输入的对应逻辑关系. 1.1. 编码:将输入信号转换成对应的数码信号; 编码器:互斥输入,方块图、逻辑图P130 功能表见表5.5.1(P129) 优先编码,方块图、逻辑图、功能表P131; 2.2. 译码:将输入的码组翻译变换成对应的输出信号,是编码的逆过 程; 译码器:二进制译码器, 方块图、逻辑图; 功能表见表5.5.3(P133) 数字显示译码器: 功能表见表5.5.5(P133) 七段显示十进制数字 十进制数字显示p133;十进制数码显示

组合逻辑电路分析方法案例分析

组合逻辑电路分析方法案例分析 数字电路根据逻辑功能的不同可分为组合逻辑电路(简称组合电路)和时序逻辑电路(简称时序电路)两大类。任一时刻电路的输出仅仅取决于该时刻的输入信号,而与电路原来的状态无关,这种电路称为组合逻辑电路。组合逻辑电路是由门电路组合而成的,可以有一个或多个输入端,也可以有一个或多个输出端。 【项目任务】 利用集成与非门电路74LS00设计三输入表决电路,当输入端有两个或者两个以上高电平时,输出端二极管亮,表明表决通过。按照其真值表可到该电路的标准与或表达式为: ABC BC A C B A C AB F +++=,函数转换后为:ABC BC A C B A C AB F ???=,可 得测试电路如下图6.45所示。 X1 2.5 V 图6.45 测试电路 【信息单】 一、组合逻辑电路分析方法 所谓组合逻辑电路的分析,就是根据给定的逻辑电路图,确定其逻辑功能。分析组合逻辑电路的目的是确定已知电路的逻辑功能或者检查电路设计是否合理。 组合逻辑电路通常采用的分析步骤如下。 (1)根据给定逻辑电路图,写出逻辑函数表达式。 (2)根据逻辑表达式列真值表。 (3)观察真值表中输出与输入的关系,描述电路逻辑功能。 例:试分析图6.46所示组合逻辑电路的功能。 解:(1) 写出逻辑函数表达式。C AB Y =1,C B A Y =2,BC A Y =2 所以:ABC BC A C B A C AB ABC BC A C B A C AB F +++=???= 6.5。

(3) 观察真值表中输出与输入的关系,描述电路逻辑功能。 从真值表可见,该电路实现的是3路判决电路。

组合逻辑电路的分析与设计实验报告

组合逻辑电路的分析与设计实验报告 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

组合逻辑电路的分析与设计 实验报告 院系:电子与信息工程学院班级:电信13-2班 组员姓名: 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 二、实验原理 通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻,输出状态只取决于同一时刻各输入状态的组合,而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。 1.组合逻辑电路的分析过程,一般分为如下三步进行:①由逻辑图写输出端的逻辑表达式;②写出真值表;③根据真值表进行分析,确定电路功能。 2.组合逻辑电路一般设计的过程为图一所示。 图一组合逻辑电路设计方框图 3.设计过程中,“最简”是指按设计要求,使电路所用器件最少,器件的种类最少,而且器件之间的连线也最少。 三、实验仪器设备 数字电子实验箱、电子万用表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若干。 74LS00 74LS04 74LS20 四、实验内容及方法

1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。 数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示,多位二进制数的排列组合叫做代码,给代码赋以一定的含义叫做编码。 (1)4线-2线编码器真值表如表一所示 4线-2线编码器真值表 (2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为 1Y =((I 0′I 1′I 2I 3′)′(I 0′I 1′I 2′I 3)′) ′ 0Y =((I 0′I 1I 2′I 3′)′( I 0′I 1′I 2′I 3)′)′ (3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图 4线-2线编码器逻辑图 (4)按照全加器电路图搭建编码器电路,注意搭建前测试选用的电路块能够正常工作。 (5)验证所搭建电路的逻辑关系。 0I =1 1Y 0Y =0 0 1I =1 1Y 0Y =0 1 2I =1 1Y 0Y =1 0 3I =1 1Y 0Y =1 1 2、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。 译码是编码的逆过程,它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的号.(即电路的某种状态),具有译码功能的逻辑电路称为译码器。 (1)2线-4线译码器真值表如表二所示

组合逻辑电路的分析

组合逻辑电路的分析(大题) 一.目的 由逻辑图得出逻辑功能 二.方法(步骤) 1.列逻辑式: 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式; (由输入至输出逐级列出) 2.化简逻辑式: 代数法、卡诺图法; (卡诺图化简步骤保留) 3.列真值表: 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表; 4.分析逻辑功能(功能说明): 分析该电路所具有的逻辑功能。 (输出与输入之间的逻辑关系); (因果关系) (描述函数为1时变量取值组合的规律) 技巧:先用文字描述真值表的规律(即叙述函数值为1时变量组合所有的取值),然后总结归纳电路实现的具体功能。 5.评价电路性能。

三.思路总结: 组合逻辑 电路逻辑表达式最简表达式真值表逻辑功能化简 变换 四.注意: 关键:列逻辑表达式; 难点:逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时,用文字描述真值表的规律。(描述函数值为1时变量组合所有的取值)。 2、常用的组合逻辑电路。 (1)判奇(偶)电路; (2)一致性(不一致性)判别电路; (3)相等(不等)判别电路; (4)信号有无判别电路; (5)加法器(全加器、半加器); (6)编码器、优先编码器; (7)译码器; (8)数值比较器; (9)数据选择器; (10)数据分配器。 3、多输出组合逻辑电路判别: 1)2个输出时考虑加法器:2输入半加;3输入全

加。 2)4输出时考虑编码器:4输入码型变换;编码器。 五.组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示,分析电路的逻辑功能。 A B Y 解: (1)写出输出端的逻辑表达式:为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z 1、Z 2、Z 3与Y 的逻辑表达式为: 321 31 21Z Z Y BZ Z AZ Z AB Z ==== (2)化简与变换:将Z 1、Z 2、与Z 3代入到公式Y 中进

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