西南交通大學(xué)微電子研究所InstituteofMicroelectronicsSWJTUeCCC第3章組合邏輯電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第3章組合邏輯電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第3章組合邏輯電路3.1基本概念3.2組合電路分析3.3組合電路設(shè)計(jì)3.4組合邏輯模塊3.5競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)小結(jié)3.1基本概念數(shù)字組合邏輯電路是輸入、輸出之間無(wú)反饋延遲，電路中不含記憶單元，可以用邏輯代數(shù)來(lái)表示的門電路，對(duì)組合電路的分析和設(shè)計(jì)是使用此類電路的基礎(chǔ)。3.2組合電路分析分析步驟：由邏輯圖逐級(jí)寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)和變換各邏輯表達(dá)式列出真值表根據(jù)真值表和邏輯表達(dá)式對(duì)電路進(jìn)行分析，并確定電路的功能，并盡可能對(duì)電路加以改進(jìn)例1：Z1=ABZ3=ABZ2=AB+AB≥1ABABZ1：A<BZ3：A>BZ2：A=B功能：一位二進(jìn)制數(shù)比較器例2：解：①邏輯表達(dá)式：②真值表：③功能：分類出4位二進(jìn)制數(shù)中的素?cái)?shù)(質(zhì)數(shù))2、3、5、7、11、13。3.3組合電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：邏輯抽象分析問(wèn)題的因果關(guān)系，確定輸入輸出變量定義輸入輸出邏輯狀態(tài)的含義列真值表從真值表表寫邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)或變換表達(dá)式畫邏輯電路圖例1：用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明舉重成功。解：輸入變量：主裁判為A，副裁判為B、C。判明成功為1，失敗為0；輸出變量：舉重成功與否用變量Y表示，成功為1，失敗為0；卡諾圖化簡(jiǎn)

ABC0100011110Y

1

11邏輯電路圖例2：設(shè)計(jì)一個(gè)輸血-受血判別電路，當(dāng)輸血者和受血者的血型符合下列規(guī)則時(shí)，配型成功，受血者可接受輸血者提供的血液。（1）A型血可以輸給A型或AB型血的人；（2）B型血可以輸給B或AB型血的人；（3）AB型血只能輸給AB型血的人；（4）O型血可以輸給A、B、AB或O型血的人。解：配型是否成功用Y表示，1—成功輸血者的血型用X1、X2表示；受血者的血型用X3、X4表示；四種血型的編碼如表：輸血者受血者O型A型B型AB型例3：有一大水箱由YS、YL兩臺(tái)水泵供水，水箱中設(shè)置了三個(gè)水位檢測(cè)元件A、B、C，如圖所示。水面低于檢測(cè)元件時(shí)，檢測(cè)元件輸出高電平，水面高于檢測(cè)元件時(shí)，檢測(cè)元件輸出低電平。現(xiàn)要求水位超過(guò)C點(diǎn)時(shí)，YS、YL停止工作；水位低于C點(diǎn)但高于B點(diǎn)時(shí)，YS單獨(dú)工作；水位低于B點(diǎn)但高于A點(diǎn)時(shí)，YL單獨(dú)工作；水位低于A點(diǎn)時(shí)，YS、YL同時(shí)工作。試設(shè)計(jì)此控制電路。YSYLBAC示意圖解：①邏輯抽象輸入變量：水位檢測(cè)元件以A、B、C表示，低于檢測(cè)元件為1，高于為0；輸出變量：水泵以YS、YL表示，水泵工作為1，不工作為0；②邏輯真值表③卡諾圖化簡(jiǎn)

ABC0100011110YL

ABC0100011110YS×

1×

1××

1

×

1×

××④邏輯電路圖3.4組合邏輯模塊一、數(shù)據(jù)選擇器二、譯碼器三、編碼器四、加法器五、數(shù)值選擇器一、數(shù)據(jù)選擇器1.四選一選擇器原理及符號(hào)2.8-1MUX74151的功能表達(dá)式：3.8-1MUX74151符號(hào)與引腳排列例1：用8-1選擇器74151實(shí)現(xiàn)下面的函數(shù)解：令74151的通道選擇信號(hào)S2、S1、S0分別接A、B、C，數(shù)據(jù)輸入端D0、D1、D2、D4接低電平“0”，D3、D5、D6、D7接高電平“1”，即可實(shí)現(xiàn)電路。實(shí)現(xiàn)電路如下：例2：設(shè)計(jì)一個(gè)輸血-受血判別電路，當(dāng)輸血者和受血者的血型符合下列規(guī)則時(shí)，配型成功，受血者可接受輸血者提供的血液。（1）A型血可以輸給A型或AB型血的人；（2）B型血可以輸給B或AB型血的人；（3）AB型血只能輸給AB型血的人；（4）O型血可以輸給A、B、AB或O型血的人。解：配型是否成功用Y表示，1—成功輸血者的血型用X1、X2表示；受血者的血型用X3、X4表示；四種血型的編碼如表：二、譯碼器1.譯碼器定義和功能譯碼：將具有特定含義的輸入代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號(hào)。譯碼器：實(shí)現(xiàn)譯碼功能的邏輯電路，譯碼器主要有二進(jìn)制、二~十進(jìn)制等。2.3-8譯碼器功能表LHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHH×××××LHHHHHHHH×××HX×HHHHHHHH××××H×A2E3輸出輸入A1A03.8-1譯碼器74138符號(hào)與引腳排列例：用一片74HC138實(shí)現(xiàn)函數(shù)解：首先將函數(shù)式變換為最小項(xiàng)之和的形式在譯碼器的輸出端加一個(gè)與非門，即可實(shí)現(xiàn)給定的組合邏輯函數(shù).三、編碼器1.編碼器定義和功能

2.集成電路編碼器CD4532輸入輸出EII7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOL××××××××LLLLLHLLLLLLLLLLLLHHH×××××××HHHHLHLH××××××HHLHLHLLH×××××HLHHLHLLLH××××HLLHLHLLLLH×××LHHHLHLLLLLH××LHLHLHLLLLLLH×LLHHLHLLLLLLLHLLLHL

3.集成電路編碼器CD4532功能表四、加法器

1.半加器2.全加器表達(dá)式：Si(Ai,Bi,Ci-1)=∑m(1,2,4,7)=Ai⊕Bi⊕Ci-1Ci(Ai,Bi,Ci-1)=∑m(3,5,6,7)=AiBi+(Ai+Bi)Ci-13.4位二進(jìn)制加法器7483/742831.一位二進(jìn)制比較五、數(shù)值比較器器2.4位二進(jìn)制比較7485例1：4位數(shù)的比較----注意使能端的接法例2：8位數(shù)的比較3.5競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)1.概念2.判斷方