1
Y (Y1Y2Y3) ' (( AB) '(BC) '( AC) ') '
2
Y AB BC AC
9
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC AC
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
Y
当输入A、B、
0
C中有2个或3
第四章 组合逻辑电路
学习要点
了解组合逻辑电路的特点和工作原理。 掌握组合逻辑电路的分析、设计方法。 了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象。
1
4.1 概 述
2
数字电路
组合逻辑电路：t时刻输出仅与t时刻 输入有关，与t以前的 状态无关。
时序逻辑电路：t时刻输出不仅与t时刻 输入有关，还与电路过 去的状态有关。
编码器：把指令或状态等转换为与其对应 的二进制信息代码的电路。
普通编码器 优先编码器
22
23
一、二进制编码器
设：编码器有M个输入，在这M个输入中， 只有一个输入为有效电平，其余M-1个输入 均为无效电平。有N个输出。则二者之间满 足M≤2N的关系。
二进制编码器——将一般信号编为二进制代 码的电路。
Y F( A)
5
组合电路的特点： 1. 输出仅由输入决定，与电路之前状态无关； 2. 电路结构中无反馈环路（无记忆）； 3. 能用基本门构成，即任何组合逻辑电路都能
用三种基本门实现。
6
4.2 组合逻辑电路的 分析和设计
7
4.2.1 组合逻辑电路的分析
8
逻辑图 例1：
1
逻辑表 达式
2
最简与或 表达式
4）画逻辑图（略）
31
三、优先编码器
8线-3线优先编码器 74HC148
1、功能表
输入：I0 ~I7 ,共8个输入端
（脚注号码越大，优先 权越高），低电平有效。
输出： Y2 '、Y1 '、Y0 '
选通输入端(片选端): S '
选通输出端: YS ' 扩展输出端: YEX '
32
33
3
组合电路范畴： 加法器、译码器、编码器、数据选择器、只读存储器 时序电路范畴： 计数器、寄存器、动态存储器 组合电路是时序电路的一部分
4
组合电路：
aa12
组合逻辑
yy12
电路
an
ym
组合逻辑电路的框图
y1 f1(a1a2 an ) y2 f2(a1a2 an )
ym fm(a1a2 an）
37
一、二进制译码器
例：设计一个三位二进制代码的译码器（3线—8线译码器） 解：1）分析要求 输入：一组三位二进制代码。 输出：与代码相对应的8个信号。
例：设计一个编码器，要求把0~7这8个十进制 数编成二进制代码。用与非门实现。（假设有效 电平为低电平）
24
有效电平为 0 约束条件：Ii I j 1
解：1）确定二进制代码的位数
∵M=8=23
∴N=3
2）列出编码表
25
26
3）写出对应的逻辑表达式：
Y2 I4 ' I5 ' I6 ' I7 ' (I4I5I6I7 ) ' Y1 I2 ' I3 ' I6 ' I7 ' (I2I3I6I7 ) ' Y0 I1 ' I3 ' I5 ' I7 ' (I1I3I5I7 ) '
17
4. 化'G'RA RG AG
18
例2： 码制转换电路的设计。 要求：输入为三位二进制码， 输出为格雷码。
解：1）真值表
19
2）化简
3）逻辑图
20
4.3 若干常用的组合逻辑电路
21
4.3.1 编码器
编码的任务：把原始数据、指令或标志信 号变换成该系统所采用的数 码制。
4）画逻辑图
27
画逻辑图：
28
二、8421BCD码编码器（二—十进制编码器）
输出：四位二进制代码 输入：0~9共十种状态
解：1）确定二进制代码的位数。 ∵M=10 由M≤2N 得N=4
2）列编码表
29
30
3）写出逻辑表达式：
Y3 I8 ' I9 ' (I8I9 ) ' Y2 I4 ' I5 ' I6 ' I7 ' (I4I5I6I7 ) ' Y1 I2 ' I3 ' I6 ' I7 ' (I2I3I6I7 ) ' Y0 I1 ' I3 ' I5 ' I7 ' (I1I3I5I7 ) '
输出变量：故障信号（Z） 规定正常工作时Z=0，故障时Z=1
2. 列出真值表
3. 写出逻辑表达式
Z R' A'G' R' AG RA'G RAG' RAG
输入变量 输 出
RA G Z 00 0 1 00 1 0 01 0 0 01 1 1 10 0 0 10 1 1 11 0 1 11 1 1
Z1 ( A' B) ' AB ' Z2 (Z1 Z3) ' ( A B) ' Z3 ( A B ') ' A' B
电路功能：
一位数字比较器
A BZ1 1 A BZ2 1 A BZ3 1
13
例5 (P162)
74HC148 内部结构
低电平
34
例：用两片74HC148优先编码器组成一个16线-4线
优先编码器，将 A0' ~ A1'5 16个低电平输入信号编为
0000~1111共16个4位二进制代码。其中
权最高， A0' 的优先权最低。
A1'5
的优先
35
36
4.3.2 译码器
译码：把二进制数码“翻译”成十进制数码或“翻 译”成其他形式的代码或控制电平。 对于译码器输入端的某一种组合，只有一个输出端为有 效电平，其余输出端均为相反电平。
个为1时，输
0
出Y为1，否
0
4
则输出Y为0。 所以这个电路
1
实际上是一种
0
3人表决用的
组合电路：只
1
要有2票或3票
1
同意，表决就
通过。
1
10
例2：
功能：输入不一致鉴别器
11
例3：
Z1 A C Z2 B C
功能：可控的两位二 进制原码至反码的变 换电路。
12
例4：
真值表：
函数表达式：
14
4.2.2 组合逻辑电路的设计
一、设计任务 用基本逻辑门设计出能完成实际问题
或命题要求的电路。 二、设计步骤
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例1： 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电 路。当信号灯发生故障时发出信号提醒工作人员 进行维修。
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1. 抽象
输入变量:红（R）、黄（A）、绿（G） 规定灯亮时为“1”，不亮时为“0”