组合逻辑电路的设计方法

组合逻辑电路的设计是分析的逆过程，设计是根据给出的实际逻辑问题，经过逻辑抽象，找出用最少的逻辑门实现逻辑功能的方案，并画出逻辑电路图。

1. 设计方法

根据要求，设计出符合需要的组合逻辑电路，设计过程包括以下几个步骤。

1） 逻辑抽象

（1） 分析设计要求，确定输入、输出信号及它们之间的因果关系。

（2） 设定变量，用英文字母表示有关输入、输出信号，表示输入信号者称为输入变量，有时也简称变量，表示输出信号者叫作输出变量，有时也称为输出函数或简称函数。

（3） 状态赋值，即用“0”和“1”表示信号的有关状态。

（4） 列逻辑真值表，根据因果关系，把变量的各种取值和相应的函数值以表格形式一一列出，而变量取值顺序常按二进制数递增排列，也可按循环码排列。

2） 化简

（1） 输入变量比较少时，可以用卡诺图化简。

（2） 输入变量比较多用卡诺图化简不方便时，可以用公式法化简。

3） 画逻辑图

（1） 变换最简与或表达式，求出所需要的最简式。

（2） 根据最简式画出逻辑图。(www.xing528.com)

2. 设计举例

例5 - 5 用4选1数据选择器设计组合逻辑电路。从电路输入端（ABCD）输入余3BCD码，输出为F。当输入十进制数码0、2、4、5、7的对应余3BCD码时，F = 1；输入其他余3BCD码时，F = 0（输入端允许用反变量）。

解 根据题意，列出逻辑真值表，见表5 - 7。

表5-7　例5-5的逻辑真值表

用卡诺图化简法进行化简，如图5 - 18所示。化简的最简式为Y = +，只与3个变量相关，进一步画出最简卡诺图，如图5 - 19所示。

图5-18　例5-5的卡诺图

图5-19　最简式的卡诺图

画出系统设计图，如图5 - 20所示。

图5-20　例5-5的系统设计图