4 组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
4.1.1 写出如图题所示电路对应的真值表。
解：（1）根据图题4.1.1（a ）所示的逻辑图，写出其逻辑表达式，并进行化简和变换得
L AB A B BC
C AB A B BC C AB AB B C B A C
=+++?=++++=+++=++
根据上述逻辑表达式列出真值表如表题解4.1.1（a ）所示。
（2） 根据图题4.1.1（b ）所示的逻辑图，写出逻辑表达式，并进行化简和变换得
2()L ABC ABC A BC BC =+=+
12()()0L L ABC A BC BC ABC A BC BC ABC =+=++=+?==1
根据上述逻辑表达式列出真值表，如表题解4.1.1（b ）所示。
4.1.2组合逻辑电路及输入波形（A、B）如图题4.1.2所示，试写出输出端的逻辑表达式
并画出输出波形。
解：由逻辑电路写出逻辑表达式
=+=e
L AB AB A B
首先将输入波形分段，然后逐段画出输出波形。当A、B信号相同时，输出为1，不同时，输出为0，得到输出波形，如图题解4.1.2所示。
4.1.4 试分析图题4.1.4所示逻辑电路的功能。
解：组合逻辑电路的分析步骤是，首先由逻辑电路写出逻辑表达式，然后根据逻辑表达式列出真值表，再由真值表判断逻辑功能。由逻辑电路写出逻辑表达式
()()L A C D =⊕⊕⊕ 列出真值表，如表题解4.1.4所示。
由真值表可知，输入奇数个1（或0），输出L=1，输入偶数 个1（或0），输出L=0.该电路为奇校电路。
4.1.5 逻辑电路如图题4.1.5所示，试分析其逻辑功能。
解：根据组合逻辑电路的分析步骤
（1） 由逻辑电路写出输出与输入的逻辑表达式
1L A B AB =+=
2()()L A B A B A B A B AB AB =+++=+?+=+
3L A
B AB =+=
(2)
列出真值表，如表题解4.1.5所示。
由真值表可知，当A ＞B ， L 1=1， L 2=L 3=0； 当A ＜B ， L 3=1， L 1=L 2=0； 当A=B ， L 2=1，L 1=L 3
=0。
该逻辑电路为1位数值比较器。 4.1.6
试分析图题4.1.6所示逻辑电路的功能。
解：根据组合逻辑电路的分析步骤，首先写出逻辑表达式
()()O i i i i
S A B C
C A B C AB A B C AB AB AC BC =⊕⊕=⊕?=⊕+=++
根据逻辑表达式列真值表，如表题解4.1.6所示。
该电路为1位数全加器。A 、B 为被加数及加数，i C 为低位进位，S 为和，C O 为高位进位。 4.1.7
分析图题4.1.7所示逻辑电路的功能。
解：由逻辑电路写出表达式
000000
11100
1111100
()S A B C A B S A B A B C A B A B A B =⊕==⊕⊕=+⊕
列出真值表，如表题解4.1.7所示。
由逻辑表达式和真值表可判断该电路是2位数全加器。A1A0、B1B0分别为2位被加数及加数，S1、S0为和，C0为A0、B0相加向高位的进位，C1为A1、B1及C0相加向更高位的进位。
4.1.8分析图题4.1.8所示逻辑电路的功能。
解：按照组合逻辑电路的分析步骤进行。
（1）根据逻辑电路可写出各输出端的逻辑表达式，并直接进行化简和变换。
4321L ABC A B C L BC
BC BC BC L C L D
F AB AC AB AC
==++=?=+===?=+
（2） 列写真值表，如表题解4.1.8所示。
（3） 确定逻辑功能。分析真值表可知，当ABCD 所表示的二进制数小于或等于9时，输
出L 4L 3L 2L 1为对应输入的十进制数9的补码。例如，对十进制数8求9的补码为9－8=1。同时标志位F 输出为0。当输入的二进制数大于9时，输出与输入已不是上述的逻辑关系，并且标志位F 输出为1，说明此事电路输出的是伪码。这个电路逻辑功能是计算十进制数9的补码。
组合逻辑电路的设计
4.2.1 试用2输入与非门设计一个3输入的组合逻辑电路。当输入的二进制码小于3时，输出为0；输入大于等于3时，输出为1。
解：根据组合逻辑的设计过程，首先确定输入、输出变量、列出真值表，由卡诺图化简得到与或式，然后根据要求对表达式进行变换，画出逻辑图。
（1） 设输入变量为A 、B 、C ，输出变量为L ，根据题意列真值表，如表题解4.2.1所示。 （2） 由卡诺图化简，如图题解4.2.1（a ）所示，经过变换得到逻辑表达式为 L A BC ABC =+=
（3）用2输入与非门实现上述逻辑表达式，如图题解4.2.1（c）所示。
4.2.2 试设计一个4位的奇偶校验器，即当4位数种有奇数个1时输出为0，否则输出为1.可以采用各种逻辑功能的门电路来实现。
解：（1）按照组合逻辑电路的设计步骤，设4个输入为A、B、C、D，输出为L。当ABCD 中有奇数个1，输出L=0；当ABCD有偶数个1或没有1，输出为L=1，由此列出真值表，如表题解4.2.2。
（2）由真值表画出卡诺图，如图题解4.2.2（a）所示。
（3） 由卡诺图写出逻辑表达式，并进行变换得
()()()()()()()()
()()()()()()L ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD AB CD CD AB CD CD AB CD CD AB CD CD ABC D AB C D AB C D AB C D AB AB C D AB AB C D A B C D A B C D A B C D
=+++++++=+++++++=⊕+⊕+⊕+⊕=+⊕++⊕=⊕⊕+⊕⊕=⊕⊕⊕
（4） 由逻辑表达式可见，用异或门可以简化逻辑电路，因此，由异或门和非门构成的逻
辑电路，如图题解4.2.2（b ）所示。
4.2.4 试设计一可逆的4位码转换电路。当控制信号C=1时，它将8421码转换为格雷码；C=0时，它将格雷码转换为8421码。可以采用任何门电路来实现。
解：（1）设X 3、X 2、X 1、X 0分别为4个输入信号，Y 3、Y 2、Y 1、Y 0分别为4个输出信号，根据题意列出真值表，如表题解4.2.4所示。当C=1时，输入X 3X 2X 1X 0作为8421码，对应的输出g 3g 2g 1g 0为格雷码；当C=0时，输入X 3X 2X 1X 00则作为格雷码，对应的输出b 3b 2b 1b 0为8421码。注意，此事X 3X 2X 1X 0作为格雷码的排列顺序不是按照它所对应的十进制数递增顺序，而是按照8421码的递增顺序排列。
（2）分别画出C=1和C=0时各输出函数的卡诺图，如图题解4.2.4（a ）所示。
（3）由卡诺图可求得各输出逻辑表达式。若同时考虑C变量，当C=1时，有
332323232
12121210101010()()()()()()g X C
g X X X X C X X C g X X X X C X X C g X X X X C X X C
=??=+=⊕??=+=⊕??=+=⊕?
当C=0时，有
3
32
323232
1321321321321323213232132132132103210()()()()()()()()()b X C
b X X X X X X C
b X X X X X X X X X X X X C X X X X X X X X X X C X X X X X X C
X X X C b X X X X C
?=??=+=??=+++??
??=+++????
??=⊕+⊕????
?=⊕⊕?=⊕⊕⊕??
将上述两组方程合并，得到总的输出逻辑表达式
333333
222323232
111213212121()()()()()()Y g b X C X C X Y g b X X C X X C X X Y g b X X C X X X C X X C Y X C
=+=+==+=⊕+⊕=⊕=+=⊕+⊕⊕=⊕+⊕
展开且重新组合，得
1122122000011()()()
Y X CX CY X CX CY Y g b X CX CY =⊕+=⊕?=+=⊕?
由此可画出与非门和异或门实现的逻辑电路，如图题解4.2.4（b ）所示。 4.2.5
试设计一组合逻辑电路，能够对输入的4位二进制数进行求反加1的运算。可以
采用任何门电路来实现。
解：（1）设输入变量为A 、B 、C 、D ，输出变量L 3、L 2、L 1、L 0，由题意列真值表，如表题解4.2.5所示。
(2)由真值表画卡诺图，如图题解4.2.5（a）所示。
(3)由卡诺图可求得各输出逻辑表达式。
3
2
1 0() ()
L AB AC AD ABCD
A B C D
L BC BD BCD
B C D
L CD CD C D
L D
?=+++
?
=⊕++
?
?=++
?
?
=⊕+
?
?=+=⊕
?
?=
?
根据上述表达式用或门和异或门实现逻辑电路，如图题解4.2.5（b）所示。
4.2.6某足球评委会由一位教练和三位球迷组成，对裁判员的判罚进行表决。当满足以下条件时表示同意：有三人或三人以上同意，或者有两人同时同意，但其中一人是教练。试用2输入与非门设计该表决电路。
解：（1）设一位教练和三位球迷分别用A和B、C、D表示，并且这些输入变量为1时表示同意，为0表示不同意。输出L表示表决结果，L为1时表示同意判罚，为0表示不同意。由此列出真值表，如表题解4.2.7所示。
（2）由真值表画卡诺图，如图题解4.2.7（a）所示。
由卡诺图化简得
L=AB+AC+AD+BCD
由于规定只能用2输入与非门，将上式变换为两变量的与非-与非运算式
L AB AC AD BCD
AB AC AD B CD
=???
=????
（1）根据L的逻辑表达式，画出由2输入与非门组成的逻辑电路，如图题解4.2.7（b）所示。
4.2.7设计一2位二进制数相加得逻辑电路，可以用任何门电路实现。提示：
10
10
10
A A
B B
S S
A1、A0和B1、B0分别为被加数和加数，S1、S0为相加的和，C1为进位位。
解：设A1、A0和B1、B0分别为2位数加法的被加数和加数。S1、S0为2位数加法的和，C1为向更高位的进位。由此列出真值表，如表题解4.2.8所示。
由真值表可得卡诺图，如图题解4.2.8（a）所示。
由卡诺图可得S 1、S 0、C 1的简化逻辑表达式
111011011011011001100
0111101111001111110000111100001111000000000
11110010011()()()()()()()()()S A B A A B B A B A A B B A B A B A B A B A A B A B B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B S A B A B A B C A B A A B B A B A B =+++++=+++++=⊕++⊕=⊕+⊕=⊕⊕=+=⊕=++=0011()
A B A B ++
由逻辑表达式可以画出逻辑图，如图题解4.2.8（b ）所示。
4.2.9 某雷达站有三部雷达A 、B 、C ，其中A 和B 功率消耗相等，C 的功率是A 的2倍。这些雷达由2台发电机X 和Y 供电，发电机X 的最大输出功率等于雷达A 的功率消耗，发电机Y 的最大功率等于雷达X 的3倍。要求设计一个逻辑电路，能够根据雷达的起动和关闭信号，以最节约得方式起、停发动机。
解：设雷达A 、B 、C 起动为1，关闭为0，发电机X 、Y 起动
为1，停止为0。由题意可知，当A 或B 工作时，只需要X 发电；A 、B 、C 同时工作时，需要X 和Y 同时发电；其他情况只需要Y 发电。由此列出真值表，如表题解4.2.9所示。
由真值表可画出卡诺图，如图题解4.2.9（a ）所示。由卡诺图可得简化逻辑表达式
X ABC ABC ABC
Y AB C
=++=+
由逻辑表达式，可画出与、或、非门构成的逻辑电路，如图题解4.2.9（b ）所示。
4.3.10有一水箱由大、小两台水泵M L 和M S 供水，如图所示。水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。现要求当水位超过C 时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。
真值表中的C AB C,B A ,C B A ,C B A 为约束项，利用卡诺图[图(a)]化简后得到
??
?=+=B
M C
B A M L S )0,1,(M S 状态表示停止状态表示工作的L M 逻辑图如图(b)
若干典型的组合逻辑集成电路
4.4.1 优先编码器CD4532的输入端I 1=I 2=I 3=1，其余输入端均为0，试确定其输出Y 2Y 1Y 0。 解：优先编码器CD4532除数据输入端I i 外，还有输入使能端EI ，由于EI=0，根据其功能表可知，使能端EI 没有加有效信号，所以，Y 2Y 1Y 0=000。
4.4.2 试用与非门设计一4输入的优先编码器，要求输入、输出及工作状态标志均为高电平有效。列出真值表，画出逻辑图。
解：设输入I 0、I 1、I 2、I 3，输出及工作状态标志分别为Y 0、Y 1和GS ，根据题意列出真值表，
如表题解4.4.2所示。由真值表可以得出该优先编码器的逻辑表达式，并写出与非﹣与非表达式
323
12323232
123013130123
0123Y
I I I I I I I Y I I I I I I I I I I GS I I I I I I I I =+=+==+=+==+++= 由与非门构成的逻辑电路如图题解4.4.2所示。
（1） 优先编码器74HC147的功能表如表题4.4.3所示，试用74HC147和适当的门构成输
出为8421BCD 码，并具有编码输出标志的编码器。
解：由表题4.4.3可知，输出3210Y Y Y Y 是8421BCD 码的反码，因此只要在74HC147的输出端增加反相器就可以获得题中所要求的输出码。在输入端均为高电平时工作状态标志GS 位0，而有低电平信号输入时GS 为1，可由与非门实现此功能。74HC147为9个输入端，此题需要10个输入端，因此0I 接在与非门的输入端，当09I I :时，L 3~L 0为0，GS 为1。题中所要求的编码器的逻辑电路如图题解所示。
4.4.5为了使74HC138译码器的第10脚输出为低电平，试标出各输入端应置的逻辑电平。解：首先查74HC138的引脚图，了解各个引脚的含义。根据题意，74HC138的引脚图如图题解4.4.5所示。当A 2、A 0、E 3接高电平，2A 、2E
、1E 接低电平，电源输入端16号脚解﹢5V ，接地端8号脚接地时，第10号脚5Y 输出为低电平。
4.4.6用译码器74HC138和适当的逻辑门实现函数F ABC ABC ABC ABC =+++。 解：用74HC138实现逻辑函数，需要将函数式变换为最小项之和的形式
04670467
0467F ABC ABC ABC ABC m m m m m m m m Y Y Y Y =+++=+++=???=???
在译码器输出端用一个与非门，即可实现要求得逻辑函数。注意A 接最高位A 2端，C 接最低位A 0，逻辑图如图题解4.4.6所示。
4.4.7 试用一片74HC138实现函数(,,,)L A B C D ABC ACD =+。
解：该题是用
3输入的74HC138译码器实现4变量的逻辑函数，需要将其中3个变量接在输入端，另一个变量有可能接在使能输入端。首先将函数式变换为最小项之和的形式，然后变换为3变量的最小项的形式。
3457
3457()()L ABCD ABCD ABCD ABCD A BCD BCD BCD BCD A m m m m A Y Y Y Y =+++=+++=?+++=????
上述表达式中，最小项种的变量A 均为1，因此，可以将A 接在使能端E 3上，在译码器输出端用一个与非门，即可实现要求得逻辑函数，如图题解4.4.7所示。
4.4.8 2线﹣4线译码器74x139的输入为高电平有效，使能输入及输出均为低电平有效。试用74x139构成4线﹣16线译码器。
解：该题目是将2线﹣4线译码器扩展为4线﹣16线译码器。
设输入为A 3A 2A 1A 0，输出为015L L :。每片74x139中含有两个2线﹣4线译码器，所以需要3片74x139构成4线﹣16线译码器，译码器（0）的两个地址输入端分别接高2位A 3、A 2，产生4个低有效信号分别控制译码器（1）到（4）的两个地址输入端分别并接在一起，作为2位A 1、A 0的输入端，这样就构成4线﹣16线译码器，如图题解4.4.8所示。
3组合逻辑电路习题解答 33 自我检测题 1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。 2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。 3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为 2Y 1Y 0Y 。输入输出均为低电平有效。当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。 4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 11111101 。 5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。 6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。 7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。 8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。 9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。 （√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。 A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同 11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的？ A ．在输出级加正取样脉冲 B ．在输入级加正取样脉冲 C ．在输出级加负取样脉冲 D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。 A ．01→10 B ．00→10 C ．10→11 D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。 A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A ．加法器 B ．编码器 C ．数据选择器 D ．译码器 15．在二进制译码器中，若输入有4位代码，则输出有 个信号。 A ．2 B ．4 C ．8 D ．16 16．比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0，当A ＞B 时输出F =1，则F 表达式是 。
1、在一旅游胜地，有两辆缆车可供游客上下山，请设计一个控制缆车正常运行的逻辑电路。要求：缆车A和B在同一时刻只能允许一上一下的行驶，并且必须同时把缆车的门关好后才能行使。设输入为A、B、C，输出为Y。（设缆车上行为“1”，门关上为“1”，允许行驶为“1”） (1) 列真值表；（4分） （2）写出逻辑函数式；（3分） （3）用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。（5分） 解：（1）列真值表：（3）逻辑电路图： A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 （2）逻辑函数式： 2、某同学参加三类课程考试，规定如下：文化课程（A）及格得2分，不及格得0分；专业理论课程（B）及格得3分，不及格得0分；专业技能课程（C）及格得5分，不及格得0分。若总分大于6分则可顺利过关（Y），试根据上述内容完成： （1）列出真值表； （2）写出逻辑函数表达式，并化简成最简式； （3）用与非门画出实现上述功能的逻辑电路。 （3）逻辑电路图 A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 (2)逻辑函数表达式3、中等职业学校规定机电专业的学生，至少取得钳工(A)、车工(B)、电工(C)中级技能证书的任意两种，才允许毕业（Y）。试根据上述要求：（1）列出真值表；（2）写出逻辑表达式，并化成最简的与非—与非形式；（3）用与非门画出完成上述功能的逻辑电路。 解：（1（3）逻辑电路： A B C Y 000 001 010 011 100 101 110 111 （2）逻辑表达式： 最简的与非—与非形式： 4、人的血型有A、B、AB和O型四种，假定输血规则是：相同血型者之间可输出，AB血型者可接受其他任意血型，任意血型者可接受O型血。图1是一个输血判断电路框图，其中A1A0表示供血者血型，B1B0表示受血者型，现分别用00、01、10和11表示A、B、AB和O四种血型。Y 为判断结果，Y=1表示可以输血，Y=0表示不允许输血。请写出该判断电路的真值表、最简与—或表达式，并画出用与非门组成的逻辑图。 输血判断电路框图： 解：（1）真值表：（3）逻辑图： 输入输出 A1A0B1B0Y 0000 0001 0010 0011
第六章组合逻辑电路 一、概述 1、组合逻辑电路的概念 数字电路根据逻辑功能特点的不同分为: 组合逻辑电路：指任何时刻的输出仅取决于该时刻输入信号的组合，而与电路原有的状态无关的电路。 时序逻辑电路：指任何时刻的输出不仅取决于该时刻输入信号的组合，而且与电路原有的状态有关的电路。 2、组合逻辑电路的特点 逻辑功能特点：没有存储和记忆作用。 组成特点：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。 3、组合逻辑电路的描述 4、组合逻辑电路的分类 按逻辑功能分为：编码器、译码器、加法器、数据选择器等； 按照电路中不同基本元器件分为：COMS、TTL等类型； 按照集成度不同分为：SSI、MSI、LSI、VLSI等。 二、组合逻辑电路的分析与设计方法 1、分析方法 根据给定逻辑电路，找出输出输入间的逻辑关系，从而确定电路的逻辑功能，其基本步骤为： a、根据给定逻辑图写出输出逻辑式，并进行必要的化简； b、列出函数的真值表； c、分析逻辑功能。 2、设计方法 设计思路：分析给定逻辑要求，设计出能实现该功能的组合逻辑电路。 基本步骤：分析设计要求并列出真值表→求最简输出逻辑式→画逻辑图。 首先分析给定问题，弄清楚输入变量和输出变量是哪些，并规定它们的符号与逻辑取值(即规定它们何时取值0 ，何时取值1) 。然后分析输出变量和输入变量间的逻辑关系，列出真值表。根据真值表用代数法或卡诺图法求最简与或式，然后根据题中对门电路类型的要求，将最简与或式变换为与门类型对应的最简式。
三、若干常用的组合逻辑电路 （一）、编码器 把二进制码按一定规律编排，使每组代码具有特定的含义，称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。 n 位二进制代码有n 2种组合，可以表示n 2个信息；要表示N 个信息所需的二进制代码应满足n 2≥ N 。 1、普通编码器 （1）、二进制编码器 将输入信号编成二进制代码的电路。下面以3位二进制编码器为例分析普通编码器的工作原理。 3位二进制编码器的输入为70~I I 共8个输入信号，输出是3位二进制代码012Y Y Y ，因此该电路又称8线-3线编码器。它有以下几个特征： a 、将70~I I 8个输入信号编成二进制代码。 b 、编码器每次只能对一个信号进行编码，不允许两个或两个以上的信号同时有效。 c 、设输入信号高电平有效。 由此可得3位二进制编码器的真值表如右图所示，那么由真值表可知： 765476542I I I I I I I I Y =+++= 763276321I I I I I I I I Y =+++= 753175310I I I I I I I I Y =+++= 进而得到其逻辑电路图如下：
第4 章 [题 4.1]．分析图P4.1电路的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式，列出真值表，说明电路逻辑功能的特点。 P3AP1P5P2P3P4 A P 4CP2 P3Y P5P6 B P1 AB Y P2BP1 C P6CP4 图P4.1 图P4.2 解：（ 1）逻辑表达式 Y P5P6P2 P3 P4 CP4P2 P3P4CP4 P2 P3 C CP2 P3P2 P3 C C P2P3 PPC23P PC 2 3 P2 P3BP1 AP1 B AB AAB AB AB Y P2P3C P2 P3C AB AB C AB ABC AB ABC AB C ABC AB ABC AB ABC C （ 2）真值表 A B C Y A B C Y 00011000 00101011 01001101 01111110 （3）功能 从真值表看出，这是一个三变量的奇偶检测电路，当输入变量中有偶数个1 和全为0 时，Y=1，否则 Y=0 。 [题 4.3] 分析图P4.3电路的逻辑功能，写出Y1、、Y2的逻辑函数式，列出真值表，指出 电路完成什么逻辑功能。
A B Y 2 C Y 1 图 P4.3 [解 ] 解： Y2AB BC AC Y1 ABC （ A B ） C Y2 ABC （ A B ） BC AC C AB ABC ABC ） ABC ABC 真值表： A B C Y1 Y2 00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111 由真值表可知：电路构成全加器，输入 A 、B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”， Y 2为“进位”。 [题 4.4]图 P4.4 是对十进制数9 求补的集成电路CC14561 的逻辑图，写出当COMP=1 、Z=0 、和 COMP=0 、 Z=0 时， Y 1～ Y 4的逻辑式，列出真值表。
第10章组合逻辑电路 一、基本要求 1．掌握组合电路的特点及其分析方法和设计方法； 2．理解几种常用的组合逻辑电路及其中规模器件的功能并掌握使用方法； 3．了解组合逻辑电路中的竟争——冒险现象。 二、阅读指导 1、组合逻辑电路的特点 组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是电路任意时刻的输出状态，只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻之前的电路输入状态和输出状态无关。 组合逻辑电路在结构上的特点是不含有具有存储功能的电路。可以由逻辑门或者由集成组合逻辑单元电路组成，从输出到各级门的输入无任何反馈线。 组合逻辑电路的输出信号是输入信号的逻辑函数。这样，逻辑函数的四种表示方法，都可以用来表示组合逻辑电路的功能。 2、组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路，通过分析找出电路的逻辑功能，或是检验所设计的电路是否能实现预定的逻辑功能，并对功能进行描述。其一般步骤为：（1）根据逻辑图写出输出逻辑函数表达式 由输入端逐级向后推（或从输出向前推到输入），写出每个门的输出逻辑函数表达式，最后写出组合电路的输出与输入之间的逻辑表达式。有时需要对函数式进行适当的变换，以使逻辑关系简单明了。 （2）列出真值表 列出输入逻辑变量全部取值组合，求出对应的输出取值，列出真值表。 （3）说明电路的逻辑功能 根据逻辑表达式或真值表确定电路的逻辑功能，并对功能进行描述。 3、组合逻辑电路的设计 根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这一功能要求的最简组合逻辑电路，就是设计组合逻辑电路的任务。 在设计组合逻辑电路时，电路的最简是我们追求的目标之一。电路的“最简”含意是指所用器件数最少、器件的品种最少、器件间的连线也最少。 组合逻辑电路设计的一般步骤如下： (1)进行逻辑规定 根据设计要求设计逻辑电路时，首先应分析事件的因果关系，确定输入与输出逻辑变量，并规定变量何时取1何时取0，即所谓逻辑状态赋值。 (2)列真值表并写出逻辑函数式 根据输入、输出之间的因果关系，列出真值表。至此，便将一个具有因果关系的事件表示为逻辑函数，并且是以真值表的形式给出。 真值表中输出为1时所对应的各最小项之和就是输出逻辑函数式。 (3) 对输出逻辑函数式化简
组合逻辑电路设计心得体会篇一：实验一_组合逻辑电路分析与设计 实验1 组合逻辑电路分析与设计 XX/10/2 姓名：学号： 班级：15自动化2班 ? 实验内容................................................. .. (3) 二.设计过程及讨论 (4) 1.真值表................................................. .(转载于: 小龙文档网:组合逻辑电路设计心得体会)................4 2.表达式的推导................................................. .....5 3.电路图................................................. .................7 4.实验步骤................................................. .............7 5. PROTEUS软件仿真 (9)
三测试过程及结果讨论.....................................11 1.测试数据................................................. ...........11 2.分析与讨论................................................. . (13) 四思考题................................................. (16) 实验内容： 题目： 设计一个代码转换电路，输入为4位8421码输出为4位循环码（格雷码）。 实验仪器及器件： 1.数字电路实验箱，示波器 2.器件：74LS00（简化后，无需使用，见后面） 74LS86（异或门），74LS197 实验目的： ①基本熟悉数字电路实验箱和示波器的使用 ②掌握逻辑电路的设计方法，并且掌握推导逻辑表达式的方法 ③会根据逻辑表达式来设计电路 1.真值表：
第二章 组合逻辑电路 习题参考答案 2-1 写出图2-29所示各逻辑电路输出的逻辑表达式，列出真值表。 解：(a) BC AB Z +=1 (b) D C B A D C B A Z =+?+=2 真值表： (3) E D C B A E D C B A Z +++++++=)(3 E D C B A E D C B A +++?+++= ))((E D C B A E D C B A ++++++++=
+ + B C D ? + ] = + + E A+ ] ) A ( ) ( [ [E B C D A+ B A + + C = + + A (E )( D D ) B E B C BE C A+ A + D = + + B E D E E B C A E 真值表： 2-2分析图2-30所示的各逻辑电路，写出输出的逻辑表达式，列出真值表。
解：(a) )()(AC C B A C B A Z ?+?⊕+⊕= C B A C A B A C B A ⊕++=)( C B A C A B A C B A C B A C A B A C B A +++++=)( C B A A C B A C B A C A B A C B A +=+=+++= 真值表： (b) C B A ABC C B A C B A C B C B A C B A X +++=+⊕=⊕⊕=)()( C A BC B A Y ++= 2-3分析图2-31所示的逻辑电路，画出电路输出的波形图。 解：由逻辑图可以得到其输出表达式 C A D D BC B AD C AD D BC B AD Z +++==)( C AD D C B B D A +++++=)()( C AD D C D B D B B A +++++= C AD D B D B B A ++++=
实验四 组合逻辑电路的设计（二） 一、实验目的 1． 熟悉各种常用MSI 组合逻辑电路的功能与使用方法； 2． 掌握多片MSI 组合逻辑电路的级联、功能扩展； 3． 学会使用MSI 逻辑器件设计组合电路； 4． 进一步培养查找和排除数字电路常见故障的能力。 二、实验器件 1． 74LS151 八选一数据选择器 2． 74LS283 四位二进制全加器 三、实验原理 见实验三。 四、设计举例 例：使用全加器实现四位二进制相减。 原理：减去某个二进制数就是加上该数的补码（即反码加“1”），所以二进制数A 和B 相加，先将B 变为反码，然后与数A 相加，并令C1=1，即可。电路如图4—1示： A 0A 2A 3 A 1 被减数 减数 B 0 B 1B 2B 3 V CC C 4 C 1 C 0∑ ∑1 ∑2∑3 ∑0图 4-1 例：设计一四变量输入组合逻辑电路。当四个输入中有奇数个高电平“1”时 输出高电平“1”，否则输出低电平“0”。 原理：设输入四变量为DCBA ，输出为Y ，其真值表入图4—2（a ）所示，输出函数Y 为： Y B C D A B C D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 D 0??? ? ?? A (b)
用八选一数据选择器实现四变量逻辑函数时，以其中3个变量做地址，另外一个变量做数据。选DCB三变量作为地址，A为数据，画出电路图如图4—2（b）：五、实验内容 1．用八选一数据选择器74LS151设计一个8421BCD非法码检测电路，当输入为非法码组时，输出为1，否则为零。 2．用全加器实现2位二进制数相乘。 六、实验报告要求 1．画出各实验步骤的实验电路逻辑图，并分析实验结果。 2．总结MSI器件的功能及使用方法。
第四章组合逻辑电路 4.1概述 1、数字电路种类：逻辑电路根据输岀信号对输入信号响应的不同分为两类：一类是组合逻辑电路，简称组合电路;另一类是时序逻辑电路，简称时序电路。 2、组合逻辑电路定义：某一时刻电路的输出状态仅由该时刻电路的输入信号决定，而与该电路在此输入信号之前所具有的状态无关。从电路结构上来看，组合逻辑电路的输出端和输入端之间没有反馈回路。 3、电路结构框图 组合电路的一般电路结构如右图所示。可用如下表达式裏示： X n-P X n） 点. | i 1）电路由逻辑门构成，不含记忆元件. 2）输出卷反馈到输入的回路（不含反馈元 件）所以输出与电路原来状态无关时序电路（以 后祥细讨论）某一时刻电路的输岀状态不仅取决 于该时刻电路的输入信号,还与该电路在此输入 信号之前所具有的状态有关。组逻电合辑路 X千― n-1 X n 组合电路有两类问题：7?给定电路，分析其功能。
4.2组合逻辑电路的分析方法与设计方法 421组合电路的分析方法 一、分析步骤： 1、由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式； 2、对函数式进行化简； 3、根据化简后的函数式列真值表； 4、找出其逻辑功能； 5、评价与改进。（评价给定的逻辑电路是否经济、合理。）设计步骤用框图表示如下:
A?B (A^)C i+AB C (A^B)C f +AB = (A^B)C i +AB 一位二进制加法器。 A 为被加数， B 为加数, C,为低位的进位数。 S 为本位之和， C 。是本位向高位的进 位数。 ? 真值表 A^B 0 0 7 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 s (A?B)C Z 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 A?B?C. AB T" 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 Co P 0 0
\ 广州大学学生实验报告 开课学院及实验室：电子信息楼410 2013年5月20日 学院 机械与电气 工程学院 年级、专 业、班 11级电气1班姓名·学号 实验课程名 称 数字电子技术实验成绩 实验项目名称； 实验二设计性实验——组合逻辑电路的设计 指导 老师 一、实验目的 1、学习组合逻辑电路的设计方法； 2、掌握使用通用逻辑器件实现逻辑电路的一般方法。 二、实验原理 使用中、小规模集成电路来设计组合电路时最常见的逻辑电路设计方法。设计的过程通常是根据 给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成 的工作。 , 组合逻辑电路的设计工作通常可按如下步骤进行。 （1）进行逻辑抽象 （2）写出逻辑函数式 （3）选定器件的类型 （4）将逻辑函数化简或变换成适当形式 （5）根据化简或变换后的逻辑函数式画出逻辑电路的连接图 （6）工艺设计 例设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红、黄、绿3盏灯组成，如图 3-22所示。正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯亮，而且只允许有一盏灯亮。而当出现其他5种 点亮状态时，电路发生故障，这是要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。 { 首先进行逻辑抽象。 取红、黄、绿3盏灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，不亮为0。取故 障信号为输出变量，以Z表示，并规定正常工作状态下Z=0，发生故障时Z=1。更具题意可列出表3-9 所示的逻辑真值表。 表3-9真值表 R Y G Z\ R Y G Z 000[ 1 1000 00| 1 01011 0{ 1 001101
一、选择题（每小题1.5分） 第一章： 1. 带符号位二进制数10011010的反码是（ ）。 A. 11100101 B. 10011010 C. 10011011 D. 11100110 2. 十进制数5对应的余3码是（ ）。 A. 0101 B. 1000 C. 1010 D. 1100 3. 二进制代码1011对应的格雷码是（ ）。 A. 1011 B. 1010 C. 1110 D. 0001 第二章： 1. 下列公式中哪一个是错误的？ （ ） A. A A 0=+ B. A A A =+ C. B A )B A ('+'='+ D. )C A )(B A (BC A ++=+ 2. 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项？ （ ） A. B A '' B. C B A +'+' C.ABC D. C B '+' 3. 下列函数中不等于A 的是（ ）。 A. A ＋1 B. A ＋A C. A ＋AB D. A （A ＋B ） 4. 在逻辑代数的加法运算中，1＋1＝（ ）。 A. 2 B. 1 C. 10 D. 0 5. A ⊕1＝（ ）。 A. A B. 1 C. A ' D. 0 6. 含有A 、B 、C 、D 四个逻辑变量的函数Y=A+B+D 中所含最小项的个数是（ ）。 A. 3 B. 8 C. 14 D. 16 7. 下列函数中等于AB 的是（ ）。 A. （A ＋1）B B. （A ＋B ）B C. A ＋AB D. A （AB ） 8. 为了将600份文件顺序编码，如果采用二进制代码，最少需要用（ ）位。 A. 3 B. 10 C. 1024 D. 600 9. 为了将600个运动员顺序编码，如果采用八进制代码，最少需要用（ ）位。 A. 3 B. 4 C. 10 D. 75 第三章：
第 3章 组合逻辑电路 逻辑电路按照逻辑功能的不同可分为两大类：一类是组合逻辑电路（简称组合电路）, 另一类是时序逻辑电路（简称时序电路）。所谓组合电路是指电路在任一时刻的输出状态只与同一时刻各输入状态的组合有关，而与前一时刻的输出状态无关。组合电路的示意图如图所示。组合逻辑电路的特点： （１） 输出、输入之间没有反馈延迟通路。 （２） 电路中不含记忆元件。 图 组合电路示意图 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 （1）3.1.1组合逻辑电路的分析方法 分析组合逻辑电路的目的是为了确定已知电路的逻辑功能,或者检查电路设计 是否合理。 组合逻辑电路的分析步骤如下： (1） 根据已知的逻辑图， 从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。 (2） 利用公式法或卡诺图法化简逻辑函数表达式。 (3) 列真值表, 确定其逻辑功能。 例 1 分析如图所示组合逻辑电路的功能。 解（1） （2）化简 （3） 例真值表：如表3·1所示 图 例 1 的逻辑电路 X 1X 2 X n 12 m 输入信号 输出信号 AC BC AB Y ??=AC BC AB Y ++= A B B C A C Y
表例1的真值表 由表可知，若输入两个或者两个以上的1(或0), 输出Y为1(或0), 此电路在实际应用中可作为多数表决电路使用。 例 2分析如图所示组合逻辑电路的功能。 解(1) 写出如下逻辑表达式: (2) 化简AB Y= 1 AB A Y A Y? = ? = 1 2 B AB B Y Y? = ? = 1 3 B AB AB A Y Y Y? ? = = 3 2 B AB AB A Y? ? = ) ( ) (B AB AB A+ ? + = AB B A+ = B A⊕ =
组合逻辑电路的设计 一．实验目的 1、加深理解组合逻辑电路的工作原理。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 3、掌握组合逻辑电路的功能测试方法。 二．实验器材 实验室提供的芯片：74LS00与非门、74LS86异或门，74LS54与或非门，实验室提供的实验箱。 三．实验任务及要求 1、设计要求 （1）用与非门和与或非门或者异或门设计一个半加器。 （2）用与非门和与或非门或者异或门设计一个四位奇偶位判断电路。 2、实验内容 （1）测试所用芯片的逻辑功能。 （2）组装所设计的组合逻辑电路，并验证其功能是否正确。 三．实验原理及说明 1、简述组合逻辑电路的设计方法。 (1)分析实际情况是否能用逻辑变量来表示。 (2) 确定输入、输出逻辑变量并用逻辑变量字母表示，作出逻辑规定。 (3) 根据实际情况列出逻辑真值表。 (4) 根据逻辑真值表写出逻辑表达式并化简。 (5) 画出逻辑电路图，并标明使用的集成电路和相应的引脚。 (6) 根据逻辑电路图焊接电路，调试并进一步验证逻辑关系是否与实际情况相符。 2、写出实验电路的设计过程，并画出设计电路图。 (1)半加器的设计 如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加。 A、B是两个加数，S是相加的和，CO是向高位的进位。 逻辑表达式 S=A’B+A’B=A⊕B CO=AB (2)设计一个四位奇偶位判断电路。 当四位数中有奇数个1时输出结果为1;否则为0。 A, B, C, D 分别为校验器的四个输入端,Y时校验器的输出端
逻辑表达式 Y=AB’C’D’+A’BC’D’+A’B’C D’+A’B’C’D+A’BCD+AB’CD+ABC’D+ABCD’ =(A⊕B)⊕(C⊕D) 四．实验结果 1、列出所设计电路的MULTISM仿真分析结果。 （1）半加器的设计，1-A被加数,2-B加数,XMMI（和数S）XMM2（进位数CO） (2)设计一个四位奇偶位判断电路。
第二章 一、选择题 1．下列表达式中不存在竞争冒险的有 C D 。 A.Y =B +A B B.Y =A B +B C C.Y =A B C +A B D.Y =(A +B )A D 2．若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为B 位。 A.5 B.6 C.10 D.50 3.一个16选一的数据选择器，其地址输入（选择控制输入）端有 C 个。 A.1 B.2 C.4 D.16 4.下列各函数等式中无冒险现象的函数式有 D 。 A.B A AC C B F ++= B.B A BC C A F ++= C.B A B A BC C A F +++= D.C A B A BC B A AC C B F +++++= E.B A B A AC C B F +++= 5．函数C B AB C A F ++=，当变量的取值为 A C D 时，将出现冒险现象。 A.B =C =1 B.B =C =0 C.A =1，C =0 D.A =0，B =0 6．四选一数据选择器的数据输出Y 与数据输入X i 和地址码A i 之间的逻 辑表达式为Y = A 。 A.3X A A X A A X A A X A A 01201101001+++ B.001X A A C.101X A A D.3X A A 01 7.一个8选一数据选择器的数据输入端有 E 个。 A.1 B.2 C.3 D.4 E.8 8．在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有 D 。 A.译码器 B.编码器 C.全加器 D.寄存器 9．八路数据分配器，其地址输入端有 C 个。 A.1 B.2 C.3 D.4 E.8 10．组合逻辑电路消除竞争冒险的方法有 A B 。 A. 修改逻辑设计 B.在输出端接入滤波电容 C.后级加缓冲电路 D.屏蔽输入信号的尖峰干扰 11．101键盘的编码器输出 C 位二进制代码。 A.2 B.6 C.7 D.8 12．用三线-八线译码器74L S 138实现原码输出的8路数据分配器，应 A B C 。 A.A ST =1，B ST =D ，C ST =0 B. A ST =1，B ST =D ，C ST =D C.A ST =1，B ST =0，C ST =D D. A ST =D ，B ST =0，C ST =0 13．以下电路中，加以适当辅助门电路， A B 适于实现单输出组合逻辑电路。
第4章 [题4.1]．分析图P4.1电路的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式，列出真值表，说明电路逻辑功能的特点。 图P4.1 B Y AP 56 P P = 图P4.2 解：（1）逻辑表达式 ()()() 5623442344 232323232323 Y P P P P P CP P P P CP P P C CP P P P C C P P P P C P PC ===+=+=++=+ 2311P P BP AP BABAAB AB AB ===+ ()()()2323Y P P C P P C AB AB C AB ABC AB AB C AB AB C ABC ABC ABC ABC =+=+++=+++=+++ （2）真值表 （3）功能 从真值表看出，这是一个三变量的奇偶检测电路，当输入变量中有偶数个1和全为0时，Y =1，否则Y=0。 [题4.3] 分析图P4.3电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。
图P4.3 B 1 Y 2 [解] 解： 2Y AB BC AC =++ 12 Y ABC A B C Y ABC A B C AB BC AC ABC ABC ABC ABC =+++=+++++=+++（）（）） B 、 C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。 [题4.4] 图P4.4是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。
图P4.4 [解] （1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。 3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++= （2）COMP=0、Z=0时， Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。 COMP =0、Z=0的真值表从略。 [题4.5] 用与非门设计四变量的多数表决电路。当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。 [解] 题4.5的真值表如表A4.5所示，逻辑图如图A4.5(b)所示。
实验三组合逻辑电路(常用门电路、译码器和数据选择器) 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．了解组合逻辑电路的冒险现象与消除方法 3．熟悉常用门电路逻辑器件的使用方法 4．熟悉用门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、实验原理及实验资料 （一）组合电路的一般设计方法 1．设计步骤 根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单逻辑电路，这就是设计组合逻辑电路时要完成的工作。组合逻辑电路的一般设计步骤如图3.1所示。 图3.1 组合逻辑电路的一般设计步骤 设计组合逻辑电路时，通常先将实际问题进行逻辑抽象，然后根据具体的设计任务要求列出真值表，再根据器件的类型将函数式进行化简或变换，最后画出逻辑电路图。 2. 组合电路的竞争与冒险（旧实验指导书P17～20） （二）常用组合逻辑器件 1．四二输入与非门74LS00 74LS00为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.2所示。它共有四个独立的二输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图3.2 74LS00引脚排列及内部逻辑结构 2．二四输入与非门74LS20
74LS20为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.3所示。它共有两个独立的四输入“与非”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图3.3 74LS20引脚排列及内部逻辑结构 3．四二输入异或门74LS86 74LS86为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列和内部逻辑结构如图3.4所示。它共有四个独立的二输入“异或”门，每个门的构造和逻辑功能相同。 图3.4 74LS86引脚排列及内部逻辑结构 3．3线－8线译码器74LS138 74LS138是集成3线－8线译码器，其功能表见表3.1。它的输出表达式为 i A B i Y G G G m 122（i ＝0，1，…7；m i 是最小项），与基本门电路配合使用，它能够实现任何三变量的逻辑函数。74LS138为双列直插16脚塑料封装，外部引脚排列如图3.5所示。
中国石油大学现代远程教育 电工电子学课程实验报告 所属教学站：青岛直属学习中心 姓名：杜广志学号： 年级专业层次：网络16秋专升本学期： 实验时间：2016-11-05实验名称：组合逻辑电路的设计 小组合作：是○否●小组成员：杜广志 1、实验目的： 学习用门电路实现组合逻辑电路的设计和调试方法。 2、实验设备及材料： 仪器：实验箱 元件：74LS00 74LS10 3、实验原理： 1．概述 组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路过去状态无关。因此，组合电路的特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。 组合逻辑电路的输入信号和输出信号往往不止一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等几种。 组合逻辑电路的分析与设计方法，是立足于小规模集成电路分析和设计的基本方法之一。 2．组合逻辑电路的分析方法 分析的任务是：对给定的电路求解其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的逻辑关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。 分析的步骤： （1）逐级写出逻辑表达式，最后得到输出逻辑变量与输入逻辑变量之间的逻辑函数式。 （2）化简。 （3）列出真值表。 （4）文字说明 上述四个步骤不是一成不变的。除第一步外，其它三步根据实际情况的要求而采用。 3．组合逻辑电路的设计方法 设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。 设计的步骤； （1）通过对给定问题的分析，获得真值表。 在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个输出变量之间的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而获得真值表或简化
实验三组合逻辑电路 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法 2．熟悉常用组合逻辑器件的使用方法 3．熟悉用逻辑门电路、74LS138和74LS151进行综合性设计的方法 二、试验设备和器件 设备：数字电子技术试验箱 器件：74LS00，74LS20，74LS86，74LS138，74LS151 三、实验内容 1.实现一位全加器 (1) 按照组合逻辑电路的一般设计步骤，用基本门电路（74LS00，74LS86）实现 一位全加器； (2) 用1片74LS138和1片74LS20实现一位全加器。 2. 设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路，每一组信号灯由红、黄、绿三盏构成，仅有红灯R亮、仅有绿灯G亮、黄灯Y和绿灯G同时亮为正常工作状态，其余为故障状态。故障状态时要发出报警信号。要求用74LS151实现。 (1) 逻辑抽象。红黄绿三盏信号灯的状态为输入变量，分别用R、Y、G表示，并规定灯亮时为1，灭时为0；故障信号为输出变量，用Z表示，并规定正常工作状态下Z为0，发生故障时Z为1； (2) 列真值表于表3-1；
(3) 根据真值表写出用最小项表示的Z的逻辑表达式； (4) 按照逻辑表达式进行电路连接，画出电路连接图，并对电路进行测试。 3. 设计并实现实验指导书中四、3的电话程控系统（选作） 四、实验报告 1.实验预习 (1) 熟练掌握组合逻辑电路的一般设计步骤； (2) 了解74LS00，74LS20，74LS86，74LS138，74LS151的功能表，引脚图和使用注意事项，熟练掌握使用它们实现逻辑函数的方法； (3) 完成实验的预习报告，包括：实验目的、试验设备、布置的实验内容及步骤、原始数据记录表格及设计电路。 2. 实验及数据处理 (1) 根据布置的实验内容认真完成实验中的各项任务，仔细观察实验中的各种现象并加以分析； (2) 完成真值表，记录实验数据并进行分析。 3. 思考题 (1) 3-8线译码器74LS138在正常工作状态下，输入011 ABC 时，哪一个译码输出端为有效电平？由此说明A、B、C中哪一个为高位输入端？ (2) 若用74LS138译码器实现数据分配器，应选择74LS138的哪个引脚作为数据分配器的数据输入端？ 4.实验的注意事项及主要经验教训
实 验 报 告 实验日期： 学 号： 姓 名： 实验名称： 常用组合逻辑电路设计 总 分： 一、实验目的 学习常用组合逻辑电路的可中和代码编写，学习并熟悉VHDL 编程思想与调试方法，掌握LPM 元件实现逻辑设计，从而完成电路设计的仿真验证和硬件验证，记录结果。 二、实验原理 VHDL 设计采用层次化的设计方法，自上向下划分系统功能并逐层细化逻辑描述。层次关系中的没一个模块可以是VHDL 描述的实体，上层VHDL 代码中实例化出各个下层子模块。 利用VHDL 语言和LPM 元件设计这两种方法方法实现两个二位数大小比较的电路，根据A 数是否大于、小于、等于B 数，相应输出端F1、F2、F3为1，设A=A2A1，B=B2B1(A2A1、B2B1表示两位二进制数)，当A2A1>B2B1时，F1为1；A2A1 port(a2,a1:in STD_LOGIC; b2,b1:in STD_LOGIC; f1,f2:buffer STD_LOGIC; f3:out STD_LOGIC); end bijiao; architecture bijiao_arch of bijiao is begin f1<=(a2 and(not b2))or(a1 and (not b1)and a2)or(a1 and (not b1)and(not b2)); f2<=((not a2)and b2)or((not a2)and(not a1)and b1)or((not a1)and b1 and b2); f3<=not(f1 or f2); end bijiao_arch; (2)波形仿真 网格大小 100ns 结束时间 2μs 功能仿真：时序仿真：输入信号00， 01，10，11 输入信号00， 01，10，11 输出信号001， 010，100 信号均为二 进制表达 输入信号00， 01，10，11 第三章 组合逻辑电路 一. 填空题 1. 74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A 2A 1A 0=100时，输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为 11101111 。 2. 74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A 2A 1A 0=101时，输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为 1101111 。 3. 数字电路按照是否有记忆功能通常可分为两类： 组合逻辑电路 和 时序逻辑电路。 。 4. 16选一数据选择器，其地址输入端有 16 个 5. 8选一数据选择器有___8______条地址控制线。 二．选择题 1. 在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的是 D A.译码器 B.编码器 C.全加器 D.寄存器 2. 三十二路数据选择器，其地址输入端有 C 个 A .16 B .2 C .5 D . 8 3. 数据选择器是具有 A 通道的器件 A.多输入单输出 B.多输入多输出 C.单输入单输出 D.单输入多输出 4. 欲对全班54个同学以二进制代码编码表示，最少需要二进制的位数是(B ) A. 5 B.6 C. 10 D . 53 5. 已知A 、B 为逻辑门的输入端，F 为输出端，其输入、输出波形如图1所示。试判断这是哪种逻辑门的波形 D 。 A B F 图1 A.与非门 B. 与门 C. 或非门 D . 或门 三．简答和计算题 1. 将逻辑函数F AB AC ABC =++转化为与非-与非表达式，并画出只由 与非门实现的逻辑电路图。 2. 将逻辑函数Y=AB+BC+CA化为与非-与非形式，并画出只由与非门实现的逻辑电路图。 3. 用8选1数据选择器74HC151实现函数F AC ABC ABC ABC =+++。 4. 用8选1数据选择器74HC151实现逻辑函数F AC AB ABC =++。 5. 用8选1数据选择器实现函数F=AC+ABC+ABC。 自我检测题 1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号.与该时刻的输入信号 有关 .与以前的输入信号 无关 。 2．在组合逻辑电路中.当输入信号改变状态时.输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。 3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I .输出为 2Y 1Y 0Y 。输入输出均为低电平有效。当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时.输出2Y 1Y 0Y 为 010 。 4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时.当输入A 2A 1A 0=001时.输出07Y ~Y = 11111101 。 5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。 6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。 7．一位数值比较器.输入信号为两个要比较的一位二进制数.用A 、B 表示.输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B ).则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。 8．能完成两个一位二进制数相加.并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。 9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。 （√.× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。 A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同 11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险.以下说法哪一种是正确并优先考虑的？ A ．在输出级加正取样脉冲 B ．在输入级加正取样脉冲 C ．在输出级加负取样脉冲 D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时.输出可能有竞争冒险。 A ．01→10 B ．00→10 C ．10→11 D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时.处于允许译码状态。 A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A ．加法器 B ．编码器 C ．数据选择器 D ．译码器 15．在二进制译码器中.若输入有4位代码.则输出有 个信号。 A ．2 B ．4 C ．8 D ．16 16．比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0.当A ＞B 时输出F =1.则F 表达式是 。第四章 组合逻辑电路
3组合逻辑电路习题解答
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