第4章組合邏輯電路數(shù)字電路按邏輯功能的不同特點(diǎn)，可分為兩大類，一類稱為組合邏輯電路，簡(jiǎn)稱組合電路。另一類稱為時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路。組合電路的特點(diǎn)是電路任意時(shí)刻輸出狀態(tài)，只取決于該時(shí)刻的輸入狀態(tài)，而與該時(shí)刻前的電路輸入狀態(tài)無關(guān)。因?yàn)榻M合電路的特點(diǎn)所致，電路不需要包含有記憶性的器件。所以組合電路中由各種門電路構(gòu)成。

本章重點(diǎn)介紹組合邏輯電路的特點(diǎn)、以及組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。

首先介紹組合邏輯電路的共同特點(diǎn)和一般分析方法及設(shè)計(jì)方法。然后介紹常用的各種中規(guī)模集成電路的組合邏輯電路的工作原理和使用方法。

最后從物理概念上說明競(jìng)爭(zhēng)－冒險(xiǎn)現(xiàn)象及其形成原因，并簡(jiǎn)單介紹消除競(jìng)爭(zhēng)－冒險(xiǎn)現(xiàn)象的常用方法。

常用組合電路有：全加器、譯碼器、編碼器、多路選擇器、多路分配器、數(shù)值比較器、奇偶檢驗(yàn)電路等。這些組合電路經(jīng)常使用，因此，均有中規(guī)模集成組件產(chǎn)品。一、組合邏輯電路特點(diǎn)：

電路當(dāng)前得輸出僅取決于當(dāng)前的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)的變化而改變，與電路原來的狀態(tài)無關(guān)，這種電路無記憶功能。這就是組合邏輯電路在邏輯功能上的共同特點(diǎn)。例：組合電路如圖所示：輸入變量為：A、B、CI，輸出變量為：S和CO

由圖可知，無論任何時(shí)刻，只要A、B和CI的取值確定了，則S和CO的取值也隨之確定。與電路過去的工作狀態(tài)無關(guān)。CO=1=1&&≥11ABCIS第一節(jié)概述

對(duì)于任何一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路都可以用一個(gè)框圖來表示。組合邏輯電路輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系可以用一組函數(shù)表示：或者寫成向量函數(shù)的形式：

組合電路邏輯功能特點(diǎn)是：輸出只取決于當(dāng)前輸入狀態(tài)，與電路過去狀態(tài)無關(guān)。所以，組合電路中，不包含有存儲(chǔ)單元。這就是組合電路在電路結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)。

從給定組合邏輯電路圖找出輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系,分析其邏輯功能.

組合電路分析步驟:

(1)根據(jù)給定邏輯電路圖,從電路的輸入到輸出逐級(jí)寫出輸出變量對(duì)應(yīng)輸入變量的邏輯表達(dá)式。(2)由寫出的邏輯邏輯表達(dá)式,列出真值表。

(3)從邏輯表達(dá)式或真值表.分析出組合邏輯電路的邏輯功能。第二節(jié)組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)4.2.1組合邏輯電路的分析組合邏輯電路邏輯表達(dá)式最簡(jiǎn)表達(dá)式真值表確定電路功能推導(dǎo)化簡(jiǎn)列表分析第一步：P=A⊙BQ=C⊙DF=P⊙QABCDF0000100010001000011

1010000101

10110101110100001001

110101101101100111010111001111

1該電路是偶校驗(yàn)電路。第三步：功能描述。

從真值表中可以看出：當(dāng)A，B，C，D四個(gè)輸入中有偶數(shù)個(gè)1時(shí)（包括全0)，輸出為1，輸入中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，輸出為0.第二步：列真值表例1:分析圖示電路的邏輯功能。寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式。=A⊙B⊙C⊙D=1=1=1ABCDFPQ例2：分析該電路的邏輯功能

解：1.由邏輯圖逐級(jí)寫出表達(dá)式(借助中間變量P)。2.化簡(jiǎn)與變換：3.由表達(dá)式列出真值表。

4.分析邏輯功能：當(dāng)A、B、C三個(gè)變量不一致時(shí)，輸出為“1”，所以這個(gè)電路稱為“不一致電路”。解：

根據(jù)給定邏輯圖寫出輸出和輸入之間的邏輯函數(shù)式。

根據(jù)邏輯函數(shù)式列出真值表例3:分析圖示電路的邏輯功能，指出該電路的用途。1111&&&&&&&&&&DCBAY2Y1Y0輸入輸出DCBAY2Y1Y00000001000100100100010011001010000101010010110010011101010000101001010101001010111001100100110110011101001111100

功能描述

該電路當(dāng)DCBA表示的輸入二進(jìn)制數(shù)小于或等于5時(shí)Y0為1，當(dāng)輸入二進(jìn)制數(shù)在6和10之間時(shí)Y1等于1，當(dāng)輸入二進(jìn)制數(shù)大于或等于11時(shí)Y2等于1。

該邏輯電路是輸入4位二進(jìn)制數(shù)判別電路。1、寫出邏輯表達(dá)式：例4:分析圖示電路的邏輯功能。ABCB&≥1=1&≥1PQRSFBC

F00

001

110

111

02、列出真值表：3、功能描述：4、評(píng)價(jià)電路：當(dāng)輸入相同時(shí)F=0當(dāng)輸入不同時(shí)F=1是二變量輸入異或門。

本電路用五塊門電路組成二變量輸入異或門，顯然用一塊二輸入異或門即可。=1ABF組合邏輯電路設(shè)計(jì)步驟：1、將文字描述的邏輯命題，轉(zhuǎn)換為真值表

a、分析事件的因果關(guān)系，確定輸入和輸出變量。一般總是把引起事件的原因定為輸入變量，把引起事件的結(jié)果定為輸出變量。b、定義邏輯狀態(tài)的含義。即給0，1邏輯狀態(tài)賦值，確定0，1分別代表輸入、輸出變量的兩種不同狀態(tài)。C、根據(jù)因果關(guān)系列出真值表。2、由真值表寫出邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡(jiǎn)?；?jiǎn)形式應(yīng)根據(jù)所選門電路而定。3、畫出邏輯電路圖。4.2.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)例1：設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決電路，結(jié)果按“少數(shù)服從多數(shù)”的原則決定。解：（1）列真值表：（3）用卡諾圖化簡(jiǎn)。000001010011100101110111ABC00010111

L三人表決電路真值表ABC0000111110

A

B

C11110000得最簡(jiǎn)與—或表達(dá)式：（4）畫出邏輯圖:（5）如果，要求用與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯電路，就應(yīng)將表達(dá)式轉(zhuǎn)換成與非—與非表達(dá)式：

畫出邏輯圖。

RAG0001111001

例2：設(shè)計(jì)一個(gè)檢視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。每一組信號(hào)燈由紅、黃、綠三盞燈組成。正常工作情況下，任何時(shí)刻必有一盞燈亮，而且只允許有一盞燈亮。其它情況出現(xiàn)，電路發(fā)生故障，要求設(shè)計(jì)一個(gè)故障檢測(cè)電路，提醒維護(hù)人員修理。1、確定輸入、輸出變量。

取紅、綠、黃三盞燈為輸入變量，分別用R、A、G表示，并規(guī)定燈亮為1，不亮為0。

取故障信號(hào)為輸出變量，以Z表示，并規(guī)定正常工作狀態(tài)輸出Z為0，發(fā)生故障輸出Z為1。根據(jù)題意列真值表。RAGZ0000010100111001011101112、由真值表寫出邏輯函數(shù)式并化簡(jiǎn)3.選用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)

由最簡(jiǎn)與－或式直接可以用與門和或門組成最簡(jiǎn)單的邏輯電路。

由與非門實(shí)現(xiàn)111&&&&≥1RAGZ111&&&&&RAGZRAG0001111001

用與或非門實(shí)現(xiàn)利用填1格，圈0格，等式兩邊求反，得出與或非表達(dá)式。最后畫出用與或非門實(shí)現(xiàn)的邏輯電路圖。RAGZ&&&≥1111例3根據(jù)表1所示的真值表，設(shè)計(jì)邏輯電路。輸入輸出ABCY00000011010001101001101111011111[解］（1）根據(jù)真值表寫出輸入和輸出的邏輯關(guān)系其方法是：變量取值為1時(shí)，用原變量表示；取值為0時(shí)，用反變量表示，將輸出為1的項(xiàng)相加即為邏輯表達(dá)式。（2）化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式ABC化簡(jiǎn)得：（3）由化簡(jiǎn)后的邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出邏輯電路圖用與非門來實(shí)現(xiàn)：ACBY例4設(shè)計(jì)一個(gè)投票表決器，三個(gè)投票人分別為A、B、C，按規(guī)定只要二人以上同意才能通過。解：設(shè)投同意票為“1”表示，不同意票為“0”；輸出為“1”表示通過，為“0”表示不通過。第一步：由邏輯關(guān)系列出真值表真值表第二步：由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式

第三步：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式◆用卡諾圖化簡(jiǎn)◆用代數(shù)法化簡(jiǎn)如下第四步由化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式畫出邏輯電路圖F高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，燈亮；低電平時(shí)三極管截止，燈滅。例7某汽車駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)行結(jié)業(yè)考試。有三名評(píng)判員，其中A為主評(píng)判員，B、C為副評(píng)判員。評(píng)判時(shí)按少數(shù)服從多數(shù)原則，但若主評(píng)判認(rèn)為合格，也可通過。試用與非門構(gòu)成邏輯電路實(shí)現(xiàn)評(píng)判的規(guī)定。解：（1）根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)要求，設(shè)定三個(gè)輸入變量A、B、C，并規(guī)定如下：主評(píng)判A意見：副評(píng)判B意見：A＝1

認(rèn)為合格A＝0

認(rèn)為不合格B＝1

認(rèn)為合格B＝0

認(rèn)為不合格副評(píng)判C意見：C＝1

認(rèn)為合格C＝0

認(rèn)為不合格Y＝1

認(rèn)為通過Y＝0

認(rèn)為不通過設(shè)輸出變量Y：（2）列真值表真值表（3）根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式（4）用卡諾圖化簡(jiǎn)（5）畫出邏輯電路圖練習(xí)1

設(shè)有甲乙丙三人進(jìn)行表決，若有兩人以上（包括兩人）同意，則通過表決，用ABC代表甲乙丙，用L表示表決結(jié)果。試寫出真值表，邏輯表達(dá)式，并畫出用與非門構(gòu)成的邏輯圖。

解：ABCL00000010010001111000101111011111

②由真值表寫表達(dá)式①分析題意,寫出真值表

③化簡(jiǎn)函數(shù)表達(dá)式用1表示同意，0表示反對(duì)或棄權(quán)?？闪谐稣嬷当砣缦拢?/p>

④畫邏輯圖練習(xí)2：設(shè)計(jì)一個(gè)將余3碼變換成8421碼的組合邏輯電路。解：（1）根據(jù)題目要求，列出真值表：真值表輸出（8421碼）輸出（余3碼）00000001001000110100010101100111100010010011010001010110011110001001101010111100L3L2L1L