《组合逻辑电路设计课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《组合逻辑电路设计课件.ppt（22页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、4.2.2采用中规模集成器件实现组合逻辑函数,4.2组合逻辑电路设计,4.2.1采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计,1,4.2.1 采用小规模集成器件的组合逻辑电路设计,设计步骤,2,例题讲解,例4-1有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种类型以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计产生报警控制信号的电路。,将现实问题逻辑化：令A、B、C分别代表烟感、温感和紫外光感三种探测器的探测信号，“1”表示有火灾探测信号， “0”表示没有火灾探测信号；最终是否产生报警信号为电路的输出，设为F， “1”表示产生
2、报警信号， “0”表示不产生报警信号。,3,第二步： 根据电路设计对所使用器件的要求，将输出表达式变换成适当的形式。,解：第一步：列写真值表，求得最简与或表达式。,注：（圈0可得或与式）,4,(1) 若采用与非器件，则变换成与非-与非表达式。,F,(2) 若采用或非器件，则变换成或非-或非表达式。,(3) 若采用与或非器件，则变换成与或非表达式。,图4-2-3 例4-1与非结构逻辑图,5,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,6,例4-2在只有原变量输入，没有反变量输入条件下，用与非门实现函数F(A,B,C,D)=m(4,5,6,7,8,9
3、,10,11,12,13,14),解 第一步: 作出卡诺图，化简求得最简与或表达式。,7,第二步: 对化简结果进一步变换，力求电路最简。,由于只有原变量输入，则其逻辑电路如图4-2-8(a)所示。,图4-2-8 例4-2只有原变量输入时与非结构逻辑图,(a),逻辑电路如图4-2-8(b)所示。与图(a)相比，电路更简单，但仍然不是最佳结果。,8,第三步：引入生成项，进一步改进。,9,在只有原变量输入，没有反变量输入的条件下，使用与非门设计的特点：,归纳,(1) 结构为级门电路，分别是输入级、与项级和输出级（或项级）。(2) 输入级门电路的个数，取决于函数中乘积项所包含的尾部因子种类的多少。(3
4、) 与项级包含器件的多少，取决于乘积项的多少。(4) 输出级总是一个与非门。因此：应尽可能地合并乘积项，以减少与项级的器件数；尽可能地减少尾部因子的种类，以减少输入级器件的数目。,10,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),11,例4-4人类有O、A、B、AB种基本血型，输血者与受血者的血型必须符合图示原则。试用与非门设计一血型关系检测电路，用以检测输血者与受血者之间的血型关系是否符合图示关系，如果符合，输出为1，否则为0。,解题指导,依题意：输血者的种血型和受血者的种血型都是输入变量，二者之间的关系是否符合上述原则为输出函数L。
5、为了使电路最简，考虑用两个变量的四种组合表示种血型，共需个输入变量。,O,O,A,A,B,B,AB,AB,受血者,输血者,12,解第一步: 作出卡诺图，化简得到最简与或表达式。,13,第三步： 画逻辑图。,&,1,&,&,&,1,&,L,C,D,E,F,第二步：将最简与或表达式变换为与非与非式。,14,4.2.2 采用中规模集成器件实现组合逻辑函数,问题描述,利用数据选择器，译码器，加法器等中规模集成器件实现组合逻辑电路的设计。优势：使得设计出来的电路结构更简单，性能更稳定。,15,用数据选择器实现期望的逻辑函数,对于数据选择器，输出与输入信号之间存在如下关系：,以上说明：只要将作出逻辑函数的
6、卡诺图，将输入变量加到8选1数据选择器地址端，在数据输入端按卡诺图中最小项方格中的值相连，就可以实现任意输入变量的组合逻辑函数。,16,例4-5用8选1数据选择器实现函数,解第一步：作卡诺图。,第二步：画接线图。注意：将函数输入变量A、B、C作为数据选择器的地址时，应当保持变量顺序与地址端高低位的对应关系。例如变量A接地址A2端、B接地址A1端、C接地址A0端，否则输出端得到的函数并非所要实现的函数。,17,例4-6用8选1数据选择器实现4变量逻辑函数： F(A,B,C,D) = m(1,5,6,7,9,11,12,13,14),解题指导,8选1数据选择器有3个地址输入端、8个数据输入端，而4
7、变量逻辑函数有16个最小项，所以需要采用两片8选1数据选择器，扩展成16选1数据选择器，从而得到4个地址输入端和16个数据输入端，以满足本题的要求。,(1) 扩展法,用具有n个地址输入端的数据选择器实现m变量的逻辑函数(mn),18,0 1 2 3 4 5 6 7,A2,G,0,7,MUX ,Y,A0,EN,0 1 2 3 4 5 6 7,A2,G,0,7,MUX ,Y,A0,EN,F,解第一步：将两片8选1MUX，扩展成16选1MUX。,第二步：分配变量，确定数据输入端的二值电平。,图4-2-16 用两片8选1MUX实现例4-6函数,A1,A1,19,利用译码器实现组合逻辑函数,例4-9 用译码器实现一组多输出逻辑函数,解输入变量，可选用3线-8线译码器实现。如CT54S138，在使能端均为有效电平的情况下，电路完成译码功能，输出与输入变量之间的关系为：,20,第一步：将各函数写成最小项表达式，并进行变换。,若将输入变量A、B、C分别加到译码器的地址输入端A2、A1、A0，用与非门作为各函数的输出门，即可实现该多输出函数的逻辑电路。,21,第二步：分配变量，画逻辑图。,C,B,A,BIN/OCT,&,7,6,5,4,3,2,1,0,1,2,4,STA,STB,STC,1,&,&,F3,F1,&,F2,图4-2-24 用译码器实现例4-9函数,22,
