组合逻辑电路设计精品文稿.ppt
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1、组合逻辑电路设计第1页,本讲稿共22页4.2.1 采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计设计步骤逻辑功能逻辑功能要求要求真值表真值表逻辑函数逻辑函数表达式表达式化简化简变换变换逻辑图逻辑图图4-2-1 组合逻辑电路设计步骤第2页,本讲稿共22页例题讲解例例4-1有有一一火火灾灾报报警警系系统统,设设有有烟烟感感、温温感感和和紫紫外外光光感感三三种种不不同同类类型型的的火火灾灾探探测测器器。为为了了防防止止误误报报警警,只只有有当当其其中中有有两两种种或或两两种种类类型型以以上上的的探探测测器器发发出出火火灾灾探探测测信信号号时时,报报警警系系统统才才产生报警控
2、制信号,试设计产生报警控制信号的电路。产生报警控制信号,试设计产生报警控制信号的电路。将将现现实实问问题题逻逻辑辑化化:令令A、B、C分分别别代代表表烟烟感感、温温感感和和紫紫外外光光感感三三种种探探测测器器的的探探测测信信号号,“1”表表示示有有火火灾灾探探测测信信号号,“0”表示没有火灾探测信号;表示没有火灾探测信号;最最终终是是否否产产生生报报警警信信号号为为电电路路的的输输出出,设设为为F,“1”表表示示产生报警信号,产生报警信号,“0”表示不产生报警信号。表示不产生报警信号。第3页,本讲稿共22页第二步:第二步:根据电路设计对所使用器件的要求,将输出根据电路设计对所使用器件的要求,将
3、输出表达式变换成适当的形式。表达式变换成适当的形式。解:解:第一步:第一步:列写真值表,求得最简列写真值表,求得最简与或与或表达式。表达式。11001100B10101010C11101000F01111000A表4-2-1 例4-1真值表001001110001111001ABC图4-2-2 例4-1卡诺图与或式:与或式:或与式:或与式:注:(圈0可得或与式)第4页,本讲稿共22页(1)若若采采用用与与非非器器件件,则则变变换换成成与与非非-与非与非表达式。表达式。&ABCF(2)若若采采用用或或非非器器件件,则则变变换换成成或或非非-或非或非表达式。表达式。(3)若若采采用用与与或或非非器
4、器件件,则则变变换换成成与或非与或非表达式。表达式。1ABCF111图4-2-4 例4-1或非结构逻辑图&ABCF11&11图4-2-5 例4-1与或非结构逻辑图图4-2-3 例4-1与非结构逻辑图第5页,本讲稿共22页课堂练习P172 题4-4(1)(2)用与非门实现下列函数的组合电路(有原变量和反变量第6页,本讲稿共22页例例4-2在在只只有有原原变变量量输输入入,没没有有反反变变量量输输入入条条件件下下,用用与与非非门实现函数门实现函数F(A,B,C,D)=m(4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14)解解 第一步第一步:作出卡诺图,化简求得最简与或表达式。作出卡诺图,化简求
5、得最简与或表达式。01110111000111100001CDAB010101111110图4-2-6 例4-2卡诺图&ABC&ABDF图4-2-7 例4-2既有原变量输入又有反变量输入时与非结构逻辑图化简结果为:化简结果为:如果允许有反变量输入,其逻辑电路如图如果允许有反变量输入,其逻辑电路如图4-2-7所示。所示。变换为变换为与非与非与非与非式:式:第7页,本讲稿共22页第第二二步步:对对化化简简结结果果进进一一步步变变换,力求电路最简。换,力求电路最简。由由于于只只有有原原变变量量输输入入,则则其其逻逻辑电路如图辑电路如图4-2-8(a)所示。所示。图4-2-8 例4-2只有原变量输入时
6、与非结构逻辑图&BC&ADF1111(a)&BCADF(b)逻逻辑辑电电路路如如图图4-2-8(b)所所示示。与与图图(a)相相比比,电电路路更更简简单单,但但仍仍然然不是最佳结果。不是最佳结果。第8页,本讲稿共22页第三步:第三步:引入引入生成项生成项,进一步改进。,进一步改进。&ACDBF图4-2-8 例4-2只有原变量输入时与非结构逻辑图(c)逻逻辑辑电电路路如如图图4-2-8(c)所所示示。该该电电路路仍仍然然是是级级门门结结构构,只只需需要要个个与与非非门门,显显然然是是实实现该函数的最佳结果。现该函数的最佳结果。第9页,本讲稿共22页在在只只有有原原变变量量输输入入,没没有有反反变
7、变量量输输入入的的条条件件下下,使使用用与与非非门设计的特点:门设计的特点:归纳归纳(1)结结构构为为级级门门电电路路,分分别别是是输输入入级级、与与项项级级和和输输出出级级(或或项级)。项级)。(2)输输入入级级门门电电路路的的个个数数,取取决决于于函函数数中中乘乘积积项项所所包包含含的的尾尾部因子部因子种类的多少。种类的多少。(3)与与项级包含器件的多少,取决于项级包含器件的多少,取决于乘积项乘积项的多少。的多少。(4)输出级总是一个输出级总是一个与非与非门。门。因因此此:应应尽尽可可能能地地合合并并乘乘积积项项,以以减减少少与与项项级级的的器器件件数数;尽可能地减少尾部因子的种类,以减少
8、输入级器件的数目。尽可能地减少尾部因子的种类,以减少输入级器件的数目。第10页,本讲稿共22页课堂练习P173题4-6(1)(2)(3)用与非门实现下列函数的组合电路(只有原变量没有反变量)第11页,本讲稿共22页例例4-4人人类类有有O、A、B、AB种种基基本本血血型型,输输血血者者与与受受血血者者的的血血型型必必须须符符合合图图示示原原则则。试试用用与与非非门门设设计计一一血血型型关关系系检检测测电电路路,用用以以检检测测输输血血者者与与受受血血者者之之间间的的血血型型关关系系是是否否符符合合图图示关系,如果符合,输出为示关系,如果符合,输出为1,否则为,否则为0。解题解题指导指导依依题题
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