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1、第 4 章组合逻辑电路,（思考题）有一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感3种不同的火灾探测器。为了防止产生误报警，只有当其中两种或者三种探测器发出火灾探测信号时，报警系统才发出报警信号，我们是否可以使用基本逻辑门电路实现这个报警系统？教学内容：第4章第1节组合逻辑电路的分析与设计,第 4 章组合逻辑电路,4.1 组合逻辑电路的分析和设计4.1.1 组合逻辑电路概述 数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点来划分，可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。,指任一时刻的输出只取决于同一时刻输入状态的组合，而与电路原有的状态无关的电路。,数字电路根据逻辑功能特点的不同分为,指任一时刻的输出不仅取
2、决于同一时刻输入信号的组合，而且与电路原有的状态有关的电路。,组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。,一、 组合逻辑电路的分析,分析思路：,基本步骤：,根据给定逻辑电路，找出输出、输入间的逻辑关系，从而确定电路的逻辑功能。,任务一 分析下图所示逻辑 电路的功能。,解：,(1)写出输出逻辑函数式,(3)分析逻辑功能,(2)列逻辑函数真值表,通过分析真值表可知：当A、B输入的状态不同时，输出Y= 1；当A、B输入的状态相同时，输出Y= 0；因此，图示电路具有异或功能，为异或门。,Y2,Y,Y1,Y3,任务二 分析下图所示电路的逻辑功能。,解：,(1)写出输出逻辑函数式,Y,
3、Y1,(3)分析逻辑功能,通过分析真值表可知：在A、B、C、D 4个输入信号中，输入1的个数为偶数时，输出为 1，否则输出为 0。因此，电路为四位偶校验器。,Y2,Y =Y1 Y2 = ABCD,二、 组合逻辑电路的设计,设计思路：,基本步骤：,分析给定逻辑要求，设计出能实现该功能的组合逻辑电路。,分析设计要求并列出真值表求最简输出逻辑式画逻辑图。,首先分析给定问题，弄清楚输入变量和输出变量是哪些，并规定它们的符号与逻辑取值(即规定它们何时取值 0，何时取值1) 。然后分析输出变量和输入变量间的逻辑关系，列出真值表。,根据真值表用代数法或卡诺图法求最简与-或式，然后根据题中对门电路类型的要求，
4、将最简与-或式变换为要求门类型对应的最简式。,1、基本设计步骤,设 三个阀门为 A、B、C ，其开通时取值为 1，关闭时取值为 0；输出为 Y ，发出正常工作信号时为 1 ，否则为 0 。由此得真值表如右。,任务三 在三个阀门中,有两个或三个阀门开通时，才能输出正常工作信号；否则输出信号不正常，试设计一个能输出正常信号的逻辑电路。,解：,(1)分析设计要求，列出真值表,2、设计举例,(3)根据输出逻辑式画逻辑图,(2)化简输出函数，,Y= AB + BC +AC,并求最简与非式,方案一： 用与门和或门实现,(3)根据输出逻辑式画逻辑图,(2)化简输出函数，,Y= AB + BC +AC,并求最
5、简与非式,方案二： 用与非门实现,(3)根据输出逻辑式画逻辑图,(2)采用圈 0 的方法求得与-或-非式和或非-或非式,方案三： 用与或非门实现,(3)根据输出逻辑式画逻辑图,(2)采用圈 0 的方法求得与-或-非式和或非-或非式,方案四： 用或非门实现,解：,(1) 分析设计要求，列出功能表。,任务四 设计一个能将 I0、I1、I7 8 个输入信号编成二进制代码输出的编码器。用与非门和非门实现。,由题意可知，该编码器有 8 个输入信号，分别是I0、I1、I7 ，有编码请求时，输入信号用 1 表示，没有时为0。根据2nN = 8 可求得输出 n =3，为 3 位二进制代码，分别用Y0、Y1、Y
6、2表示。,将N= 2n 个输入信号转换成 n 位二进制代码的逻辑电路。,(2) 根据功能表写出输出逻辑函数表达式,(3) 画逻辑图,解：,(1) 分析设计要求，列出功能表。,任务五 设计一个 3 位二进制代码译码器。,设输入 3 位二进制代码为A2、A1、A0 。共有23= 8 种不同组合。因此，它有8个输出端，用Y0、Y1、 、Y7表示，输出高电平 1 有效。,(2) 根据译码器的功能表写出输出逻辑函数表达式,(3) 画逻辑图,解：,(1) 写出输出逻辑函数的最小项表达式,思考题 试用3线-8线译码器和门电路设计一个组合逻辑电路，其输出逻辑函数表达式为 Y(A,B,C)=m(0,1,3,6,
7、7)设译码器输入代码变量为A2、A1、A0。,Y(A，B，C) = m0 + m1 + m3 + m6 + m7,(2) 用输出高电平有效的译码器和或门实现。 设 A = A2、 B = A1 、C = A0 ，则函数式变换为,Y(A，B，C) = Y0 + Y1 + Y3 + Y6 + Y7,(3)用输出低电平有效的译码器和与非门实现。 将函数式变换为,设 A = A2、 B = A1 、C = A0 ，则函数式变换为,总结,分析组合逻辑电路的目的是为了确定它的逻辑功能。其分析步骤是：由输入到输出逐级写出电路的输出逻辑表达式，并进行化简，以便判别输出与输入之间的逻辑关系。如有困难，则需列出该逻辑函数的真值表，而后再根据真值表判别输出与输入之间的逻辑关系。,组合逻辑电路的设计原则是根据要解决的实际问题设计出符合要求的逻辑电路。 用门电路设计组合逻辑电路的一般步骤是：根据设计要求确定输入变量和输出逻辑函数，并给予赋值，列出真值表，写出输出逻辑函数表达式，进行化简和变换，最后画出逻辑电路。应当指出，在上述设计步骤中，最关键的一步是根据实际要求列出真值表和写出逻辑函数表达式。 用逻辑门电路设计组合逻辑电路最简的概念是使用门电路的数目和输入端最少，门的种类最少。,谢谢您！,
