[组合逻辑电路的
设计
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]教学设计教学目的知识目标：1、进一步熟悉组合逻辑电路的特点。2、掌握组合逻辑电路的分析和一般设计方法。技能目标：1、学习常用的逻辑门电路在实际中的应用。2、学习简单组合逻辑电路的设计。教学重点：组合逻辑电路的一般设计方法。教学难点：组合逻辑电路的一般设计方法。复习1、用卡诺图化简逻辑函数的步骤。2、用卡诺图化简逻辑函数的画圈原则。新授教学过程在数字系统中，逻辑电路按其功能不同可分为两大类：一类称为组合逻辑电路（简称组合电路）；另一类称为时序逻辑电路（简称时序电路）。这一章学习组合逻辑电路的分析和设计。组合电路是指：该电路在任何时刻的输出信号值，仅由该时刻电路的输入信号组合决定，与信号输入前电路输出端原状态无关（非记忆性逻辑电路）。组合电路的描述方式：逻辑
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达式、真值表、逻辑图、卡诺图，工作波形图。一、组合逻辑电路的分析方法1、分析组合电路的目的：找出电路的输入量和输出量之间的逻辑关系，进而分析该电路的逻辑功能。2、分析步骤：1）根据已知逻辑图逐级写出逻辑函数表达式。2）化简该逻辑函数表达式。3）列出真值表，并进行逻辑功能分析。3、举例分析（1）分析图1逻辑图的逻辑功能，要求如下：A.写出逻辑表达式B.列真值表C.说明其逻辑功能图1表1解
题
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范例：分析步骤：A．写出输出逻辑函数表达式为Y=（AB）C+ABC。B．列出逻辑函数的真值表。将输入A、B、C取值的各种组合代入逻辑表达式中，求出输出Y的值。由此可列出表1所示的真值表。C．逻辑功能分析。由表1可看出：在输入A、B、C三变量中，有奇数个1时，输出Y为1，否则Y为0，因此，图1所示电路为三位判奇电路，又称为奇校验电路。（2）分析图2逻辑电路的逻辑功能,要求如下：A．写出逻辑表达式B．列真值表C.说明其逻辑功能。图2解题范例：分析：此题给出了逻辑图，输入变量A、B，输出变量Y。根据逻辑图的五个或非门可以写出逻辑表达式。把输入变量的各组取值代入逻辑表达式可分别计算出输出变量的值，就得到真值表（表2）。分析真值表可以得到逻辑功能。A.逻辑表达式及化简：YABABABABABABB．真值表ABY001010100111表2C．功能分析：相同得1，相异得0。是因此同或门。二、组合逻辑电路的一般设计方法1、组合逻辑电路的一般设计目的根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计步骤与组合逻辑电路的分析步骤相反。2、组合逻辑电路具体设计步骤（1）对命题进行分析，找出该逻辑问题的输入变量和输出变量，并做出逻辑表示方法的规定。2）根据输入变量和输出状态之间的对应关系列真值表。（3）根据真值表写出逻辑表达式并化简。（4）根据最简表达式画逻辑电路图。3、例题（1）设计A、B、C三人表决电路，A具有否决权。设计一个三人投票的表决电路，当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权，用与非门实现。设A，B，C三个人，表决同意用1表示，表决不同意用0表示。Y表示表决结果，提案通过用1表示，通不过用0表示。同时考虑A具有否决权。要求：1）列真值表2）写出逻辑表达式并化简3）画出逻辑图。解题范例：根据题意，输入变量为A、B、C，按二进制从小到大排列，输出为Y，A、B、C中如果有两个（含A）或三个变量为1时，Y=1；A、B、C中有两个或三个为0时，Y=0。真值表如下：逻辑表达式化简后可得：Y=AC+AB将上式用与非门表示：逻辑图如下：设计的三人表决逻辑电路图能实现三人表决，且A具有否决功能要求（2）、设计故障指示电路设计一个故障指示电路，要求满足以下重要条件：1）两台电动机同时工作，绿灯亮；2）其中一台电动机发生故障时，则黄灯亮；3）两台电动机都发生故障，则红灯亮。解题范例：分析命题后可知，本题应有两个输入变量，三个输出函数设两台机器A、B，有故障为“1”，反之为“0”；输出函数G、Y、R分别代表绿灯、黄灯和红灯，灯亮为“1”，反之为“0”根据题意列真值表（见表3）。根据真值表写出逻辑表达式，并化简：G=AB，Y=AB+AB，R=AB画逻辑图（见图3）。图3表3（3）、设计加法器在数字系统中，除了逻辑运算外，还有数值的算术运算，加法是最基本的运算。在计算机中，加、减、乘、除等运算都可按一定运算规则转换成加法运算。下面由同学们一起设计加法器。能完成加法运算的基本电路有半加器和全加器。1）半加器的概念：不带低位向本位进位的加法运算器叫半加器。2）设计一位二进制半加器的电路。解题范例：分析命题后可知，本题应有两个输入变量，即设被加数A，加数B；两个输出函数，即本位之和S，向高位进位C，则半加器的真值表为表4所示。表4图4根据真值表可得逻辑表达式：S＝A+B＝A○+BC＝AB根据一位二进制半加器逻辑表达式画出其逻辑电路图（见图4a）。可见用异或门和与门能实现一位二进制半加器的功能。半加器图形符号见图4b。图中∑是加法器的符号，CO为进位输出符号。3）全加器的概念：考虑了低位向本位进位后的加法器是全加器。解题范例：分析命题后可知，本题应有三个输入变量，即设被加数为Ai，加数为Bi，低位来的进位为Ci；两个输出函数，即本位之和为Si，向高位进位为Ci，则全加器的真值表为表5所示。分析表5全加器真值表。可以得到逻辑表达式：表5图5根据逻辑表达式可以画出逻辑电路图（见图5a）。全加器图形符号如图5b所示，图中CI是进位输入限定符号，图中∑是加法器的符号，CO为进位输出符号。课堂小结1、组合逻辑电路的分析目的是分析逻辑图得出逻辑功能。2、组合逻辑电路的分析步骤；1）根据已知逻辑图逐级写出逻辑函数表达式。2）化简该逻辑函数表达式。3）列出真值表，并进行逻辑功能分析，得出逻辑功能。3、组合逻辑电路的一般设计方法1）对命题进行分析，找出该逻辑问题的输入变量和输出变量，并做出逻辑表示方法的规定。2）根据输入变量和输出状态之间的对应关系列真值表。3）根据真值表写出逻辑表达式，并化简。4）根据最简表达式画逻辑电路图。4、用异或门和其他门能实现一位二进`制半加器的功能和全加器的功能。作业课本：P．231习题6.76.8
浙公网安备 33021202002483