任务5.2 组合逻辑电路的分析和设计（课件）-《电子技术基础》同步教学（人民邮电版）

项目5 逻辑门与组合逻辑电路 5.1 基本逻辑门电路 5.2 组合逻辑电路的分析与设计 5.3 常用的组合逻辑电路器件 项目导入 用来实现基本逻辑关系的电子电路称为逻辑门电路，以逻辑门作为基本单元的数字电路称之为组合逻辑电路。 组合逻辑电路是指在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与电路以前状态无关，而与其他时间的状态无关。即组合逻辑电路的输入、输出之间没有反馈延迟通道；且 电路中无记忆单元。 对于每一个从事电子技术的工程技术人员来说，只有充分了解各种门电路的功能原理，且对已经设计出来的组合逻辑电路熟悉其功能和外部特性，才能在实际电子线路中正确选择和合理使用它们。因此，逻辑门和组合逻辑电路是电子工程技术人员必须掌握的重要基础知识之一。 了解本征半导体、P型和N型半导体的特征及PN结的形成过程；熟悉二极管的伏安特性、分类及用途；理解三极管的电流放大原理，掌握其输入和输出特性的分析方法；理解双极型和单极型三极管在控制原理上的区别；初步掌握工程技术人员必需具备的分析 电子电路的基本理论、基本知识 和基本技能。 学习目标 了解各种基本逻辑门的电路组成，理解其逻辑功能；掌握复合逻辑门电路的构成，熟记其逻辑功能；了解组合逻辑电路的分析步骤，掌握组合逻辑电路的分析方法，了解组合逻辑电路的设计步骤；了解编码器、译码器、数值比较器、数据选择器的逻辑功能与使用方法。 在充分掌握基本逻辑门和中规模组合逻辑器件功能的条件下，训练并掌握具有对各种逻辑 器件进行正确的功能测试的能力和 基本技能。 知识目标与技能目标 提出问题 组合逻辑电路的分析步骤如何？通过组合逻辑电路的分析我们能解决一些什么问题？组合逻辑电路的设计解决的又是什么问题？其步骤如何？ 任务5.2 组合逻辑电路的分析和设计 知识准备 根据给定的逻辑电路，找出其输出信号和输入信号之间的逻辑关系，确定电路逻辑功能的过程叫做组合逻辑电路的分析。组合逻辑电路的一般分析步骤为： ①根据已知逻辑电路图用逐级递推法写出对应的逻辑函数表达式； ②用公式法或卡诺图法对的写出的逻辑函数式进行化简，得到最简逻辑表达式； ③根据最简逻辑表达式，列出相应的逻辑电路真值表； ④根据真值表找出电路可实现的逻辑功能并加以说明，以理解电路的作用。 5.2.1 组合逻辑电路的分析 已知 逻辑图 写出 逻辑式 运用逻辑代数 化简或变换 列出逻辑 真值表 指出 逻辑功能 分析下图所示组合电路的功能。 例 F A B & & & & 1 已知逻辑电路图 2相应逻辑表达式 根据逻辑图写出相应逻辑式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3化简逻辑式 B A F 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 4列出真值表 由真值表可看出：输入AB相同时，输出为0；输入AB相异时，输出为1。显然，这是一个异或门电路，具有异或功能。 5指出逻辑功能 应用代数法化简逻辑函数式 …应用了反演律 …还是应用了反演律 …应用了分配律 …应用了吸收律，得到最简形式。 化简 2 3 4 5 1 当输入A、B、C中有2个或2个以上 为1时，输出F就为1，否则输出F为0。 若输入是裁判，输出是裁定结果，显 然该电路是一个多数表决器。 例 分析下图所示组合电路的功能。 应用了反演律 写出逻辑真值表 由真值表数据分析 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例 分析下图所示组合电路的功能。 1 2 3 应用了反演律 应用了吸收律 由最简式可直接看出： 电路输出只与输入AB有 关，且具有与非功能。 步骤4可省略 ！ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 A BC 00 01 0 1 11 10 1 1 1 1 1 1 A B 由最简逻辑函数式可知，电路的输出F只与输入A、B 有关，而与输入变量C无关，且F和A、B的逻辑关系为： 有0出1，全1出0，即具有对AB的与非功能！ 也可应用卡诺图对该函数式进行化简： 用卡诺图化简之前应找出该逻辑函数具有的所有最小项： 用卡诺图化简： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1.分析下图所示逻辑电路的功能： A B 1 & F ≥1 1 & 2.分析下图所示逻辑电路的功能。 A B F ≥1 ≥1 ≥1 ≥1 同或功能 同或功能 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5.2.2 组合逻辑电路的设计 根据给定的逻辑功能，画出实现该功能逻辑电路的过程称为组合逻辑电路的设计。 用与非门设计一个交通报警控制电路