【数电】(组合逻辑电路)组合逻辑电路的分析和设计方法
【数电专栏】
文章目录
- 1 组合逻辑电路的分析和设计方法
- 1.1 组合逻辑电路的特点及描述
- 1.2 组合逻辑电路的分析(电路>>功能)
- 1.3 组合逻辑电路的门级电路设计(功能>>电路)
1 组合逻辑电路的分析和设计方法
1.1 组合逻辑电路的特点及描述
<1>逻辑电路分类
根据逻辑功能的不同,可把数字电路分为组合逻辑电路(Combinational Logic Circuit)和时序逻辑电路(Sequential Logic Circuit)两大类。
<2>组合逻辑电路的特点
功能上——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。(入变出即变)
电路结构上——只有逻辑门组成,不包含记忆元件,输出和输入之间不存在反馈回路。
<3>逻辑功能的描述
1.2 组合逻辑电路的分析(电路>>功能)
<1>基本概念
分析:已知电路形式,找出输入、输出的逻辑关系(电路功能)
目的:求出逻辑功能或证明给定的逻辑功能正确与否
<2>组合逻辑电路的一般分析方法
Step1:从输入到输出逐级写出逻辑函数式,最后得到输入变量表示的输出逻辑函数式子;
Step2:用公式法或卡诺图化简逻辑函数式
Step3:列出真值表
Step4:分析描述电路的逻辑功能
例子:已知逻辑电路如图所示,分析该电路逻辑功能。
(1)写出各输出的逻辑函数表达式:
(2)化简逻辑电路的输出函数表达式(这里不需要)
(3)列出真值表
(4)分析逻辑功能
该电路实现的是同或逻辑功能。
1.3 组合逻辑电路的门级电路设计(功能>>电路)
<1>基本概念
设计:已知输入、输出的逻辑关系(电路功能),完成电路形式。
目的:实现最简化的某种逻辑功能电路。
所谓设计:即根据给出的实际逻辑问题,求出实现这个逻辑功能的最简逻辑电路
所谓最简:是指所用器件最少,器件种类最少,而且器件之间的连线也最少。
<2>一般设计步骤
1 进行逻辑抽象:
- 分析事件的因果关系,确定输入和输出变量
- 定义逻辑状态(0或1)的含义
- 根据给定的因果关系列出真值表
2 写出逻辑函数式(根据真值表)
3 选定器件的类型
4 将逻辑函数化简或交换成适当形式
5 画出逻辑电路图
例子:设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
(1)进行逻辑抽象:
(2)写出逻辑表达式
(3)选用小规模SSI器件
(4)化简逻辑表达式
(5)画出逻辑图
若用"与非-与非"门实现:
通过两次求反,利用摩根定律将表达式化为与非-与非表达式
图片来源:《数字电子技术基础》 国防科技大学
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