2022-2023学年高二物理竞赛课件：组合逻辑电路

组合逻辑电路 组合逻辑电路 内容提要 本章重点介绍组合逻辑电路的特点、分析与设计。在此基础上，介绍常用的集成组合逻辑电路。最后介绍组合逻辑电路上存在地竞争－冒险现象，产生的原因及消除的方法。 在这一章中，应能在给定电路的情况下，分析其逻辑功能；也可在给定逻辑要求的情况下，用逻辑电路实现。另外对于集成组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器等，应了解其电路的逻辑功能、输出输入的逻辑关系、利用它们实现逻辑功能。重点是译码器和数据选择器。 2 本章主要内容 概述 组合逻辑电路的分析和设计 若干常用的组合逻辑电路 组合逻辑电路中的竞争－冒险现象 4.1 概述 1.组合逻辑电路的特点 任意时刻的输出仅仅取决于该时的输入，与电路原来的状态无关。 例如对于图4.1.1所示电路 其输出端的逻辑式为 输出和输入的真值表如表4.1所示 此电路为半加器，当输入端的值一定时，输出的取值也随之确定，与电路的过去状态无关，无存储单元，属于组合逻辑电路。 4 2. 逻辑功能的描述 逻辑功能的描述可以用逻辑函数、逻辑图及真值表来实现。由于逻辑图不够直观，一般需要将其转换成逻辑函数或真值表的形式。 对于任何一个多输入、多输出的组合逻辑电路来讲，都可以用4.1.2所示框图来表示。 其中：a1、 a2 …an表示输入变量，y1、y2 …ym表示输入变量， 4.1 概述 5 其输出输入的逻辑关系可表述为 在电路结构上信号的流向是单向性的，没有从输出端到输入端的反馈。电路的基本组成单元是逻辑门电路，不含记忆元件。但由于门电路有延时，故组合逻辑电路也有延迟时间。 4.1 概述 6 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 组合逻辑电路分析就是给定某逻辑电路，分析其逻辑功能。 分析的步骤为 a. 由所给电路写出输出端的逻辑式； b.将所得的逻辑式进行化简； d. 由真值表分析电路的逻辑功能，即是做什么用的。 c. 由化简后的逻辑式写出输出输入的真值表； 例4.2.1 分析图 4.2.1所示逻辑电路的逻辑功能。 解：a.由图可得 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 8 b.化简： 其卡诺图为 化简后 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 c.由上述最简逻辑式可得输出输入的真值表如表4.2.1所示 d.由真值表可知此电路为非一致电路，即输入A、B、C取值不一样时输出为1,否则为0.其电路的特点是无反变量输入。 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 表4.2.1 10 例4.2.2 分析图4.2.2所示电路的逻辑功能 解：由4.2.2图可得 其真值表为 其逻辑功能为半加器。 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 11 练习：如图4.2.3所示电路，分析其逻辑功能。 解：输出端的逻辑式为 输出输入真值表为 由真值表可知，为全加器 4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 12 � � 0� 0� 0� 0� 0� 0� � 0� 0� 0� � 1� 1 ＆ Y1 Y2 A B 图4.1.1 组合逻辑电路 表4.1 A B Y2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 Y1 0 0 0 1 组合逻辑电路 图4.1.2 组合逻辑电路的框图 组合逻辑电路 图4.1.2 组合逻辑电路的框图 ＆ ＆ Y A B C 图4.2.1 例4.2.1的电路 A BC 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 A B Y 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 � 1� 1 ＆ A B SH CH 图4.2.2 例4.2.2的逻辑电路 A B SH 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 CH 0 0 0 1 1 ＆ ＆ Y2 Y1 A B C 图4.2.3 练习中的逻辑电路 A B Y1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Y2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 $