2022-2023学年高二物理竞赛课件：组合逻辑电路的设计方法

组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计方法 组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路。 所谓的最简就是指实现的电路所用的器件数最少、器件的种类最少、器件之间的连线也最少。 其步骤为 一、 进行逻辑抽象 1. 分析事件的逻辑因果关系，确定输入变量和输出变量； 2.定义逻辑状态的含义，即逻辑状态的赋值； 3.根据给定的逻辑因果关系列出逻辑真值表。 逻辑抽象的其步骤 二 、写出逻辑函数式 组合逻辑电路的设计方法 根据对电路的具体要求和实际器件的资源情况而定。 如与非－与非式，或非－或非式等。 五 、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路的连接图。 六 工艺设计 由得到的真值表写出输出变量的逻辑函数式。 三、 选定器件的类型 四 、将逻辑函数化简或变换成适当地形式 组合逻辑电路的设计过程也可用图4.2.4的框图来表示 组合逻辑电路的设计方法 例设两个一位二进制数A和B，试设计判别器，若A>B,则输出Y为1，否则输出Y为0. 解：1.由题意列出真值表为 2. 由真值表写出输出端的逻辑式 3. 画出逻辑电路图，如图3.2.5所示 组合逻辑电路的设计方法 例 设 x 和y 是两个两位的二进制数，其中x＝x1 x2，y＝y1 y2，试设计一判别器，当x > y 时，输出为1； 否则为0，试用与非门实现这个逻辑要求 解：根据题意列出真值表为 由真值表写出输出函数式为 卡诺图为 组合逻辑电路的设计方法 则化简后的逻辑函数为 逻辑电路为 组合逻辑电路的设计方法 练习 1.试设计一逻辑电路供三人表决使用。每人有一电键，如果他赞成，就按电键，表示为1;如果不赞成，不按电键，表示0.表决结果用指示灯表示。若多数赞成，则指示灯亮，输出为1,否则不亮为0。 2.某同学参加四门课程考试，规定(1)课程A及格得1分，不及格为0分；(2)课程B及格得2分，不及格为0分；（3)课程C及格得4分，不及格为0分；（4)课程D及格为5分，不及格为0分。若总得分大于8分（含8分），则可结业。试用与非门实现上述逻辑要求。 3.设计一个一位二进制全减器：输入被减数为A，减数为B，低位来的借位数为C，全减差为D，向高位的借位数为Ci. 组合逻辑电路的设计方法 编码：为了区分一系列不同的事物，将其中的每个事物用二值代 码表示。 编码器：由于在二值逻辑电路中，信号是以高低电平给出的，故编码器就是把输入的每一个高低电平信号变成一个对应的二进制代码。 编码器分为普通编码器和优先权编码器。根据进制可分为二进制编码器和二－十进制编码器 I0~I7为信号输入端，高电平有效；Y2Y1Y0为三位二进制代码输出端，由于输入端为8个，输出端为3个，故也叫做8线－3线编码器 如3位二进制普通编码器，也称为8线－3线编码器，其框图如图4.3.1所示 其输出输入的真值表为 利用无关项化简得到其输出端逻辑式为 特点：任何时刻只允许输入一个编码信号 其逻辑电路如图4.3.2所示 图4.3.2 3位二进制编码器（8线－3线编码器） 逻辑问题 逻辑 真值表 逻辑 函数式 选定器件类型 将函数式化简 用门电路(SSI) 将函数式变换 逻辑 电路图 逻辑 电路图 图4.2.4 组合逻辑设计过程的框图 用MSI组合电路或PLD A B Y 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 ＆ A B Y 图4.2.5 实现例4.2.1的电路 输 入 输出 Y 0 1 0 1 0 0 1 × × 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ＆ Y 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 8 线 3线编码器 图4.3.1 位二进制编码器的框图 输 入 输 出 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 $