在数字系统中,根据逻辑功能的不同,数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类.若一个数字逻辑电路在某一时刻的输出,仅仅取决于这一时刻的输入状态,而与电路原来的状态无关,则该电路称为组合逻辑电路.
组合逻辑电路具有如下结构特点:
①只能由门电路组成.
②电路的输入与输出无反馈路径.
③电路中不包含记忆单元.
1.组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的分析就是根据已知的组合逻辑电路,确定其输入与输出之间的逻辑关系,确定该电路逻辑功能的过程.分析组合逻辑电路的功能可通过如下步骤来完成:
(1)根据逻辑图写输出逻辑函数表达式.
首先观察逻辑图的组成,根据逻辑图从输入到输出,逐级写出各逻辑门的逻辑表达式,最后得出输出端的逻辑表达式.
(2)化简逻辑函数.
将已得到的逻辑表达式用代数法或卡诺图法化简,得到最简“与或”表达式.
(3)列真值表.
为避免列写时遗漏,一般按n位二进制数递增的方式列出,真值表的列写具有唯一性.
(4)分析逻辑功能.
由真值表分析出逻辑功能.
当然,以上步骤并非每步均按要求进行,重要的是能正确分析出逻辑功能.
例7-4 分析图7-18所示电路的逻辑功能.
图7-18 例7-4图
解
最简“与或”表达式: Y=A·B(www.xing528.com)
真值表如下:
电路的逻辑功能:电路的输出Y只与输入A、B有关,而与输入C无关.Y和A、B的逻辑关系为:A、B中只要有一个为0,Y=1;A、B全为1时,Y=0.所以Y和A、B的逻辑关系为“与非”运算的关系.
可用“与非”门实现:
2.组合逻辑电路设计
组合逻辑电路的设计就是根据给定的功能要求,求出实现该功能的最简单的组合逻辑电路.
(1)基本设计方法.
①分析设计要求,确定逻辑变量.在进行组合电路设计之前,要仔细分析设计要求,确定输入、输出变量并分别用“0”和“1”加以定义.
②列真值表.在分析的基础上列出真值表.
③写逻辑表达式.将真值表中输出为1所对应的各个最小项进行逻辑加得到逻辑表达式.
④化简、变换逻辑函数.此步的目的是为了使所形成的逻辑电路简化或符合特定要求.
⑤画逻辑图.根据化简后的逻辑函数表达式,画出符合要求的逻辑图.
(2)设计举例.
例7-5 用“与非”门设计一个举重裁判表决电路.设举重比赛有三个裁判,一个主裁判和两个副裁判.杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定.只有当两个或两个以上裁判判明成功,并且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯才亮.
解 列出真值表:设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;表示成功与否的灯为Y,根据逻辑要求列出真值表:
逻辑表达式:
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