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链接演示文稿主页面第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第第 4 章组合逻辑电路章组合逻辑电路（思考题）有一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感3种不同的火灾探测器。为了防止产生误报警，只有当其中两种或者三种探测器发出火灾探测信号时，报警系统才发出报警信号，我们是否可以使用基本逻辑门电路实现这个报警系统？教学内容教学内容：第4章第1节组合逻辑电路的分析与设计链接演示文稿主页面第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第第 4 章组合逻辑电路章组合逻辑电路4.1 组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计4.1.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路概述 数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点来划分，数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点来划分，可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用指任一时刻的输出只取决于指任一时刻的输出只取决于同一时刻输入状态的组合，而与同一时刻输入状态的组合，而与电路原有的状态无关的电路。电路原有的状态无关的电路。数字电路根据逻辑功能特点的不同分为数字电路根据逻辑功能特点的不同分为 组合逻辑电路组合逻辑电路 时序逻辑电路时序逻辑电路 指任一时刻的输出不仅取决于指任一时刻的输出不仅取决于同一时刻输入信号的组合，而且与同一时刻输入信号的组合，而且与电路原有的状态有关的电路。电路原有的状态有关的电路。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用组合逻辑电路的逻辑功能特点：组合逻辑电路的逻辑功能特点：没有存储和记忆功能。没有存储和记忆功能。组合电路的组成特点：组合电路的组成特点：由门电路构成，不含记忆单元，只存在从输由门电路构成，不含记忆单元，只存在从输入到输出的通路，没有反馈回路。入到输出的通路，没有反馈回路。组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、组合电路的描述方法主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。真值表、卡诺图和逻辑图等。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一、一、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析分析思路：分析思路：基本步骤：基本步骤：根根据据给给定定逻逻辑辑电电路路，找找出出输输出出、输输入入间间的的逻逻辑辑关关系，从而确定电路的逻辑功能。系，从而确定电路的逻辑功能。根据给定逻辑图根据给定逻辑图写出输出逻辑式写出输出逻辑式，并进行必要的，并进行必要的化简。化简。列真值表列真值表分析逻辑功能分析逻辑功能第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用输输 出出1 11 10 00 01 11 10 00 0YBA输输 入入0 00 01 11 11 1 0 00 0 1 11 11 1任务一任务一 分析下图所示逻辑分析下图所示逻辑 电路的功能。电路的功能。解：解：(1)写出输出逻辑函数式写出输出逻辑函数式(3)分析逻辑功能分析逻辑功能(2)列逻辑函数真值表列逻辑函数真值表通过分析真值表可知：当通过分析真值表可知：当A、B输入的状态不同时，输入的状态不同时，输出输出Y=1 1；当；当A、B输入的状态相同时，输出输入的状态相同时，输出Y=0 0；因此，；因此，图示电路具有图示电路具有异或异或功能，为功能，为异或异或门。门。Y3ABYY1Y2Y2YY1Y3第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用ABCYY1DY2任务二任务二 分析下图所示电路的逻辑功能。分析下图所示电路的逻辑功能。解：解：(1)写出输出逻辑函数式写出输出逻辑函数式YY1(3)分析逻辑功能分析逻辑功能通过分析真值表可知：在通过分析真值表可知：在A、B、C、D 4个个输入信号中，输入输入信号中，输入1 1的的个数为偶数时，输出为个数为偶数时，输出为 1 1，否则输出为，否则输出为 0 0。因此，电路为四位偶校验器。因此，电路为四位偶校验器。Y2Y1=A B+AB=A BY2=C D+CD=C DY=Y1 Y2=A B C D(2)列逻辑函数真值表列逻辑函数真值表1 11 11 11 11 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 10 00 01 11 10 01 10 01 11 10 01 11 10 00 00 01 10 01 11 10 00 01 10 00 01 10 01 10 00 00 00 01 10 01 10 01 11 11 10 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 10 01 10 00 01 10 00 00 01 10 01 11 11 11 11 10 00 00 00 01 10 01 10 00 00 00 01 11 10 00 00 01 11 11 10 00 00 00 0YY2Y1 DCBA1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 01 11 11 10 00 00 01 10 01 11 10 00 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 10 01 10 01 11 11 11 11 10 00 01 11 11 10 00 00 00 0第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、二、组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计 设计思路：设计思路：基本步骤：基本步骤：分析给定逻辑要求，设计出能实现该功能分析给定逻辑要求，设计出能实现该功能的组合逻辑电路。的组合逻辑电路。分析设计要求并分析设计要求并列出真值表列出真值表求最简输出求最简输出逻辑式逻辑式画逻辑图。画逻辑图。首先分析给定问题，弄首先分析给定问题，弄清楚输入变量和输出变量是清楚输入变量和输出变量是哪些，并规定它们的符号与哪些，并规定它们的符号与逻辑取值逻辑取值(即规定它们何时即规定它们何时取值取值 0 0，何时取值，何时取值1 1)。然后。然后分析输出变量和输入变量间分析输出变量和输入变量间的逻辑关系，列出真值表。的逻辑关系，列出真值表。根根据据真真值值表表用用代代数数法法或或卡卡诺诺图图法法求求最最简简与与-或或式式，然然后后根根据据题题中中对对门门电电路路类类型型的的要要求求，将将最最简简与与-或或式式变变换换为为要要求求门类型对应的最简式。门类型对应的最简式。1 1、基本设计步骤、基本设计步骤 第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用设设 三个阀门为三个阀门为 A、B、C，其，其开通时取值为开通时取值为 1 1，关闭时取值为，关闭时取值为 0 0；输出为；输出为 Y，发出正常工作信号时，发出正常工作信号时为为 1 1，否则为，否则为 0 0。由此得真值表如。由此得真值表如右。右。任务三任务三 在三个阀门中在三个阀门中,有两个或三个阀门开通时，才能输出正有两个或三个阀门开通时，才能输出正常工作信号；否则输出信号不正常，试设计一个能输出正常信常工作信号；否则输出信号不正常，试设计一个能输出正常信号的逻辑电路号的逻辑电路。解：解：(1)分析设计要求，列出真值表分析设计要求，列出真值表 2 2、设计举例、设计举例 1 11 11 11 11 11 10 00 01 10 01 10 00 00 00 00 0YCBA输出输出输输 入入1 10 00 00 01 11 10 00 010 00 01 11 11 11 11 10 0第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)根据输出逻辑式画逻辑图根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)化简输出函数化简输出函数，Y=AB+BC+ACABC0 01 10000 0101 1111 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0并求最简并求最简与非与非式式=AB+BC+AC=AB BC AC方案一：方案一：用用与与门和门和或或门实现门实现第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)根据输出逻辑式画逻辑图根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)化简输出函数化简输出函数，Y=AB+BC+ACABC0 01 10000 0101 1111 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0并求最简并求最简与非与非式式=AB+BC+AC=AB BC AC方案二：方案二：用用与非与非门实现门实现第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)根据输出逻辑式画逻辑图根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)采用圈采用圈 0 0 的方法求得的方法求得与与-或或-非非式和式和或非或非-或非或非式式ABC0 01 10000 0101 1111 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0方案三：方案三：用用与或非与或非门实现门实现第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)根据输出逻辑式画逻辑图根据输出逻辑式画逻辑图YABC(2)采用圈采用圈 0 0 的方法求得的方法求得与与-或或-非非式和式和或非或非-或非或非式式ABC0 01 10000 0101 1111 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0方案四：方案四：用用或非或非门实现门实现第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解：解：(1)分析设计要求，列出功能表。分析设计要求，列出功能表。任任务务四四 设设计计一一个个能能将将 I0、I1、I7 8 个个输输入入信信号号编编成成二进制代码输出的编码器。用二进制代码输出的编码器。用与非与非门和门和非非门实现。门实现。由题意可知，该编由题意可知，该编码器有码器有 8 个输入信号，个输入信号，分别是分别是I0、I1、I7，有编码请求时，输入信有编码请求时，输入信号用号用 1 1 表示，没有时为表示，没有时为0 0。根据根据2nN=8 可求得输可求得输出出 n=3，为，为 3 位二进制位二进制代码，分别用代码，分别用Y0、Y1、Y2表示。表示。1 11 11 11 10 00 00 00 00 00 00 00 01 11 10 01 10 00 00 00 00 00 01 10 01 10 00 01 10 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 01 10 00 00 00 01 11 10 00 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 1Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输输 出出输输 入入将将N=2n 个输入信号转换成个输入信号转换成 n 位二进制代码的逻辑电路。位二进制代码的逻辑电路。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)根据功能表写出输出逻辑函数表达式根据功能表写出输出逻辑函数表达式Y2=I4+I5+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y2=I4I5I6I7Y0=I1I3I5I7Y1=I2I3I6I7与非与非表达式表达式(3)画逻辑图画逻辑图I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y23 位二进制位二进制编码器编码器I0省略不画省略不画 8 个需要编码个需要编码的输入信号的输入信号输出输出 3 位二位二进制码进制码第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解：解：(1)分析设计要求，列出功能表。分析设计要求，列出功能表。任务五任务五 设计一个设计一个 3 位二进制代码译码器。位二进制代码译码器。设输入设输入 3 位二进制代位二进制代码为码为A2、A1、A0。共有。共有23=8 种不同组合。因此，种不同组合。因此，它有它有8个输出端，用个输出端，用Y0、Y1、Y7表示，输出表示，输出高电平高电平 1 有效。有效。1 11 11 10 00 00 00 00 01 10 00 00 01 11 10 00 00 00 00 00 01 10 01 10 01 10 00 00 00 00 00 00 01 10 00 01 11 10 00 00 00 00 00 00 01 11 10 00 01 10 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 01 10 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2输输 出出输输 入入第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1110000000001100000010101000000010011000000011001000000010001000001000001000000000001000Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2输输 出出输输 入入Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A23 位二进制位二进制译码器译码器Y0(2)根据译码器的功能表写出输出逻辑函数表达式根据译码器的功能表写出输出逻辑函数表达式(3)画逻辑图画逻辑图Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1Y2=A2A1A0=m2Y3=A2A1A0=m3Y4=A2A1A0=m4Y5=A2A1A0=m5Y6=A2A1A0=m6Y7=A2A1A0=m7第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解：解：(1)写出输出逻辑函数的最小项表达式写出输出逻辑函数的最小项表达式思思考考题题 试试用用3线线-8线线译译码码器器和和门门电电路路设设计计一一个个组组合合逻逻辑辑电电路路，其输出逻辑函数表达式为其输出逻辑函数表达式为 Y(A,B,C)=m(0,1,3,6,7)设译码器输入代码变量为设译码器输入代码变量为A2、A1、A0。Y(A，B，C)=m0+m1+m3+m6+m7(2)用输出高电平有效的译码器和用输出高电平有效的译码器和或或门实现。门实现。设设 A=A2、B=A1、C=A0，则函数式变换为，则函数式变换为Y(A，B，C)=Y0+Y1+Y3+Y6+Y7 第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)用输出低电平有效的用输出低电平有效的译码器和译码器和与非与非门实现。门实现。将函数式变换为将函数式变换为7631mmmmm=0Y 设设 A=A2、B=A1、C=A0，则函数式变换为，则函数式变换为7631YYYYY=0Y第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用总结 分析组合逻辑电路的目的是为了确定它的逻辑功能。其分析步骤是：由输入到输出逐级写出电路的输出逻辑表达式，并进行化简，以便判别输出与输入之间的逻辑关系。如有困难，则需列出该逻辑函数的真值表，而后再根据真值表判别输出与输入之间的逻辑关系。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 组合逻辑电路的设计原则是根据要解决的实际问题设计出符合要求的逻辑电路。用门电路设计组合逻辑电路的一般步骤是：根据设计要求确定输入变量和输出逻辑函数，并给予赋值，列出真值表，写出输出逻辑函数表达式，进行化简和变换，最后画出逻辑电路。应当指出，在上述设计步骤中，最关键的一步是根据实际要求列出真值表和写出逻辑函数表达式。用逻辑门电路设计组合逻辑电路最简的概念是使用门电路的数目和输入端最少，门的种类最少。第第 4 章章 组合逻辑电路组合逻辑电路返回首页经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用谢谢您！
