数字电子电路
课题 组合逻辑电路的分析与设计
教学科研处：张瑜
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组合逻辑电路的分析与设计 ◆课 题 纲 要
➢组合逻辑电路的特点 ➢组合逻辑电路的分析 ➢组合逻辑电路的设计
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预备知识的复习
➢ 描述逻辑电路逻辑功能的主要方法：
逻辑表达式
真值表
卡诺图
逻辑图
➢各种表示法之间的相互转换？
逻辑图
逻辑表达式
真值表
，使之在上楼前，用楼
下开关打开电灯，上楼
c)列出真值表。
后，用楼上开关关灭电
2．根据真值表，写出输出逻辑函数表达式灯楼；上或开者关在打下开楼电前灯，，用下
或画其卡诺图 3．对输出逻辑函数进行化简与变换
楼后，用楼下开关关灭 电灯
化为最简与或式、然后变换为适当的形式。 4．根据最简输出逻辑函数式，画逻辑图
&
&L
&
思考作业题：
设计一个举重裁判表决器。设举重有三个裁判 ，一个主裁判和两个副裁判。杠铃的完全举起 由每一裁判按一下自己前面的按钮来确定。只 有当两个裁判（其中必须有主裁判）判明成功 ，表示成功的灯才亮。
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小结
理解组合电路的特点 掌握组合电路的分析方法 掌握组合电路的设计方法 在许多情况下，如果用中、大规模集成电路来实现 组合函数，可以取得事半功倍的效果。
记忆功能的元件或电路，无反馈通路。
每一个输出变量是全部或部分
输入变量的函数：
L1=f1（A1、A2、…、Ai） L2=f2（A1、A2、…、Ai）
……
Lj=fj（A1、A2、…、Ai）
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二、组合逻辑电路的分析
A
&
B
&
C
&
Y &
分析目的：逻辑电路 逻辑功能。
5
分析举例：
例1：分析下图的逻辑功能：
A
已知逻辑 电路图
逻辑表达式
最简表达式
列真值表
说明功能
练习：试分析下图的逻辑功能
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练习过程
试分析下图的逻辑功能
Z2
解：①求逻辑表达式
Z1 AB
Z1 Z3
Z2 AAB Z3 BAB
SZ2Z3Z2Z3
AABBAB(AB)AB ②列真值表：
(AB)(AB)ABAB
AB
A B CS
0 0 00
CZ1 AB
逻辑图
出从
B
逐输
1 级入
写到
出输
C
逻辑表 达式
2
化 简
最简与或 表达式
Y1 AB
Y2 BC
Y3 CA
Y1
&
Y2
&
Y3
&
Y
Y &
1
YY1Y2Y3ABBCAC
2
分析举例：
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
YA B B C CA
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
用功能模块（MSI）设计的原则： （1）功能模块个数少，品种也少。
（2）功能模块之间连线少。
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三、组合逻辑电路的设计方法
设计的一般步骤（与分析相反）：
1．逻辑抽象
实例：设计一个楼上、
a)分析因果关系:确定输入、输出变量。 楼下开关的控制逻辑电
路来控制楼梯上的路灯
b)定义逻辑状态:确定0，1的意义。
Y
0
0
0
4
1
0 1
1
1
当输入A、B、 C中有2个或3 个为1时，输 出Y为1，否 则输出Y为0。 所以这个电路 实际上是一种 3人表决用的 组合电路： ３人表决电路
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小结
分析组合逻辑电路的一般方法：
1．由前到后逐级写出各逻辑门输出端的逻辑表达式。 2．化简逻辑表达式为最简与或表达式。 3．列真表。 4．由真值表，分析逻辑功能。
真值表
逻辑表达式
逻辑图
组合逻辑电路的分析与设计本质就是各种表示法之间的相互转换
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一、组合逻辑电路的特点
功能特点：电路任一时刻的输出状态只决定于该时 刻
各输入状态的组合，而与电路的原状态无关（即无记忆功 能）。
例:表决控制电路、楼梯灯控制电路、加法电路、数值比较电路、编\译
码器、多路选择器等等。
结构特点：组合电路就是由门电路组合而成，电路中无
1
解：设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。
并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1， 灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表
0
真值表
1
1
0
2
2
逻辑表达式
3
化简或变换 后的表达式
4
逻辑电路图
YABAB
用与非 门实现
3
YABAB
4
思考：用4个与 非门能否实现 该电路？
A
Y
B
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能: 分析如下：
(变换表达式)
A
&
&
&Y
&
B
注意:设计结果的不唯一性，及工程设计与
理论分析的差异
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电子表决器
告别举手表决：人大代表在人民大会堂进行电子表决
设计练习
试设计一个三人表决逻辑电路，要求: 三人A、B、C各 控制一个按键，按下为“1”，不按为“0”。多数 （2）按下为通过。通过时L＝1，不通过L＝0。用与 非门实现。
+5V
A
B
要设计
的逻辑
L
C
电路
设计过程
解：
2、用卡诺图化简写出最简式
1、列真值表
1
ABC L
00 0 0 00 1 0
111
AC BC
A B
0 1 0 0 L= AC + BC + AB = AB • AC • BC
0 1 1 1 3、画逻辑图
A
&
10 0 0
B
10 1 1
C
11 0 1 11 1 1
0 1 01
③逻辑功能：半加器
1 0 01
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1 1 10
三、组合逻辑电路的设计方法来自设计目的根据给定的逻辑功能要求，设计出用尽可
能少的逻辑门来实现该逻辑功能的电路。
设计组合逻辑电路的原则
用门电路（SSI）设计的原则：
（1）所用门的个数尽量少，而且各门的输入端数目 也尽量少。
（2）尽量减少所用集成器件（门）的种类
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作业：
①教材：P96----题4 ②思考练习题：设计一个举重裁判表决器。设举重有三个裁 判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃的完全举起由每一裁判 按一下自己前面的按钮来确定。只有当两个裁判（其中必须 有主裁判）判明成功，表示成功的灯才亮。试设计该电路。
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谢 谢!
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实际逻 辑问题
真值表
逻辑表达式
最简或合 理表达式
逻辑图
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设计举例
电路功 能描述
1 逻 辑 抽 象
实例：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来
控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打 开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下 楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关 关灭电灯。（要求用与非门实现电路）