复习思考题3-1组合逻辑电路的特点?从电路结构上看,组合电路只由逻辑门组成,不包含记忆元件,输出和输入之间无反馈。
任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,而与电路原来的状态无关,即无记忆功能。
3-2什么是半加?什么是全加?区别是什么?若不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加,称为半加。
两个同位的加数和来自低位的进位三者相加,称为全加。
半加是两个 1位二进制数相加,全加是三个 1位二进制数相加。
3-3编码器与译码器的工作特点?编码器的工作特点:将输入的信号编成一个对应的二进制代码,某一时刻只能给一个信号编码。
译码器的工作特点:是编码器的逆操作,将每个输入的二进制代码译成对应的输出电平。
3-4用中规模组合电路实现组合逻辑函数是应注意什么问题?中规模组合电路的输入与输出信号之间的关系已经被固化在芯片中,不能更改,因此用中规模组合电路实现组合逻辑函数时要对所用的中规模组合电路的产品功能十分熟悉,才能合理地使用。
3-5什么是竞争-冒险?产生竞争- 冒险的原因是什么?如何消除竞争- 冒险?在组合逻辑电路中,当输入信号改变状态时,输出端可能出现虚假信号----过渡干扰脉冲的现象,叫做竞争冒险。
门电路的输入只要有两个信号同时向相反方向变化,这两个信号经过的路径不同,到达输入端的时间有差异,其输出端就可能出现干扰脉冲。
消除竞争- 冒险的方法有:接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计。
习题3-1 试分析图所示各组合逻辑电路的逻辑功能。
解:(a)图(1)由逻辑图逐级写出表达式:Y ( A B) (C D )( 2)化简与变换:Y1A B令Y2 C D则Y Y1 Y2(3)由表达式列出真值表,见表。
输入中间变量中间变量输出A B C D Y 1Y 2Y0000000000101100100110011000010010101011100110110011110110001011001110101011010111011100000110101111100111111000(4)分析逻辑功能:由真值表可知,该电路所能完成的逻辑功能是:判断四个输入端输入 1 的情况,当输入奇数个 1 时,输出为1,否则输出为0。
(b)图 (1)由逻辑图逐级写出表达式:Y A B A B ( 2)化简与变换:Y=1由此可见,无论输入是什么状态,输出均为13-2试分析图所示各组合逻辑电路的逻辑功能,写出函数表达式。
解:(a)图Y AB B C CDY1 A B A C CB(b) 图全加器Y2 A B C3-3采用与非门设计下列逻辑电路:(1)三变量非一致电路;(2)三变量判奇电路 ( 含 1 的个数 ) ;(3)三变量多数表决电路。
解:输入输出输出输出A B C Y 1Y 2Y 30000000011100101100111011001101011011101011 1 1011Y1BC A B ACY2ABC A BC ABC ABCY3AB BC AC3-4有一个车间,有红、黄两个故障指示灯,用来表示三台设备的工作情况。
当有一台设备出现故障时,黄灯亮;若有两台设备出现故障时,红灯亮;若三台设备都出现故障时,红灯、黄灯都亮。
试用与非门设计一个控制灯亮的逻辑电路。
解:有故障用 1 表示,无故障用0 表示,灯亮用 1 表示,灭用0 表示输入输出(红)输出(黄)A B C Y 1Y 20000000101010010111010001101101101011111Y1AB BC ACY2A B C3-5A、 B、 C和 D四人在同一实验室工作,他们之间的工作关系是:(1)A到实验室,就可以工作;(2)B必须 C到实验室后才有工作可做;(3)D只有 A 在实验室才可以工作。
请将实验室中没人工作这一事件用逻辑表达式表达出来。
解: 1 表示在实验室,0 表示不在实验室, 1 表示有人工作,0 表示没人工作输入输出A B C D Y 100000000100010000110010000101001101011111000110011101011011111001110111110111111Y A BC3-6设计用单刀双掷开关来控制楼梯照明灯的电路。
要求在楼下开灯后,可在楼上关灯;同样也可在楼上开灯,而在楼下关灯。
用与非门实现上述逻辑功能。
解; A 表示楼上开关、 B 表示楼下开关。
1 表示开关闭合、0 表示开关断开输入输出A B Y000011101110Y AB AB旅客列车分特快、直快、慢车等三种。
它们的优先顺序由高到低依次是特快、直快、慢车。
试设计一个列车从车站开出的逻辑电路。
解: A 表示特快、 B 表示直快、 C 表示慢车。
1 表示开、 0 表示停输入输出A B C Y A Y B Y C000000001001010010011010100100101100110100111100Y A AY B ABY C AB C3-8用译码器实现下列逻辑函数,画出电路图。
(1)Y1=∑m(3,4,5,6)(2)Y2=∑m(1,3,5,9,11)(3)Y3=∑m(2,6,9,12,13,14)解: Y1m3m4m5m6Y1m3 m4m5m6Y3Y4Y5Y6Y2m1m3m5m9m11Y2m1m3m5m9 m11Y1Y2Y3Y4Y5Y3m2m6m9m12m13m14Y3m2m6m9m12m13m14 Y2Y6Y9Y12Y13Y143-9用与非门设计一个七段显示译码器,要求能显示H、F、 E、 L 四个符号。
解:输入 A、 B, 00 表示 H、 01 表示 F、 10 表示 E、 11 表示 L输出 Ya,Yb,Yc,Yd,Ye,Yf,Yg。
灯亮用1 表示、灯灭用0 表示输入输出A B Y a Y b Y c Yd Y e Y f Y g000110110011000111101001111110001110Y a AB ABY b AB Y c A B Y d A Y e Y f 1 Y g AB AB 3-10试用 74LS151 数据选择器实现逻辑函数 :(1)( ,, ) = ∑ (1 , 3, 5, 7)Y A B Cm(2)Y2ABC ABC ABC ABC解:Y1m1m3m5m7y74151A2 A1 A 0D7 D 6 D 5 D 4 D 3 D2 D1 D0G A B C1Y2m1m3m6m7y74151A2 A1 A 0 D 7 D6 D5 D4 D 3 D 2 D 1 D0G A B C1用译码器和门电路设计一个数据选择器。
解:四选一数据选择器Y A1 A0 D 0A1 A0 D1A1 A0 D2A1 A0 D3Y0 D0Y1D1Y2 D2Y3D 3Y Y0 D 0 Y1 D1 Y2 D2Y3D 3Y Y0 D0Y1 D1Y2 D2Y3D 33-12 用集成二进制译码器和与非门实现下列逻辑函数,画出电路图。
(1)Y1m (3,4,5,6)(2)Y2m ( 0,2,6,8,10)解:Y1m3m4m5m6Y1m3 m4 m5m6Y3Y4Y5Y6Y1mm2m6m8m10Y2mm2m6m8m10 YY2Y6Y8Y103-13画出用 2 片 4 位数值比较器组成8 位数值比较器的电路图。
1A0 B0 A1 B1A2 B2A 3B3A4 B4 A5B 5A6 B 6C A=A0 B0 A1 B1A2 B2A 3B3CA=A0 B0 A1B 1A2 B 2A3 B3 BBCOMP COMPPA >B PA= BPA< BPA >BPA= BPA< BA> B A= B A <B3-14用四选一数据选择器和译码器,组成二十选一数据选择器。
3-15 仿照全加器的设计方法,试设计一个一个全减器。
解:全减器有三个输入变量:被减数An、减数 Bn、低位向本位的借位Cn;有两个输出变量:本位差Dn、本位向高位的借位 C n+1全减器真值表A n BnCnCn+1D n00000 00111 01011 01110 10001 10100 11000 11111D n A B C A B n C n A n B n Cn A n B C nn n nn n Cn 1B n C n A n C n A n B n习题 3-15 图3-16 判断下列逻辑函数是否存在冒险现象:(1)Y1AB A C BC A BC(2)Y2( A B)( B C )( A C )解: Y1AB A C BC A BC当 B=C=1时Y1 A A则存在 0 冒险Y2( A B)( B C )( A C )当 A=0 C=1 时Y1 B B则存在 1 冒险。