第三章 组合逻辑电路
授课题目：
3.1小规模组合逻辑电路的分析 教学目标：
1、熟练各种门电路的逻辑功能及描述方法。
2、掌握组合逻辑电路的分析方法。
3、小规模组合逻辑电路的设计 教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：组合逻辑分析步骤，小规模组合逻辑电路设计方法。 教学难点：分析和设计的步骤、思路和注意事项。 教学过程设计 ● 复习并导入新课
问题：1、逻辑电路有哪些表示方法？
2、如何由真值表写出函数表达式？
● 就新课内容提出问题
1、总结如何由具体事件分析输入变量、输出变量和它们的关系？
2、总结如何由具体事件分析输入变量、输出变量和它们的关系？
3、真值表如何写出？ ● 讲授新课
3.1 小规模组合逻辑电路的分析和设计
按照逻辑功能的不同特点，可以把数字电路分成两大类，一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：即刻输入，即刻输出。
F
A
B
C
一、组合逻辑电路的分析方法 分析步骤如下：
第一步：写出逻辑函数表达式；
第二步：逻辑表达式进行化简； 第三步：列真值表；
第四步：分析电路的逻辑功能。
注：以上步骤并非一定要遵循，应视具体情况而定，可略去其中的某些步骤。
举例1： 分析上图所示电路的逻辑功能。 解 第一步：写出逻辑表达式。
P=AB N=BC Q=AC F=Q N P ??=AC BC AB ??=AB+BC+AC
第二步：列出真值表。
第三步：逻辑功能描述。由真值表可见，在输入三个变量中，只要有两个以上变量为1，则输出1，所以该电路是一个三变量多数表决器。
二、组合逻辑电路的设计 （一）设计的一般步骤如下： 第一步：分析要求； 第二步：列真值表；
第三步：写出逻辑表达式并化简； 第四步：画逻辑图。
举例2：设计一个三变量多数表决电路，用与非门实现。 解：（1）分析命题； （2
（3）写出表在式
Y=A BC+A B C+AB C +ABC （4）化简Y Y=AB+BC+AC
由于题意指定用与非门，故变换表达式Y 成与非形式 Y=AC BC AB ?? （5）画出逻辑电路，
（二）在实验箱搭出上题的逻辑电路，并进行逻辑功能测试。 1、2片三输入三与非门74LS10
2、连接好电路，并进行功能测试，记录显示结果并判断结果是否正确。
授课题目：
3.2组合逻辑中规模集成电路
一、编码器
教学目标：
1、理解编码器的基本原理。
2、掌握编码器的特点和分类。
3、掌握编码器的逻辑功能和使用方法。
4、掌握验证集成电路的方法。
教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：编码器的逻辑功能
教学难点：编码器的应用。
教学过程设计
●复习并导入新课
问题：n位的二进制码，可以表示多少个信息（或者有多少个组合）？
●就新课内容提出问题
1、编码器分为哪两类？有什么不同？
2、编码器的输入与输出的关系是什么？
●讲授新课
3.2 组合逻辑中规模集成电路 一、编码器 1、概念
编码：将特定含义的输入信号（文字、 数字、 符号）转换成二进制代码的过程。
编码器：实现编码操作的数字电路。
2、输入输出关系： M N
≥2 3、分类
1）按照输出代码种类的不同，分二进制编码器(M N
=2)、非二进制编码
器（M N
>2）。
2）按照编码方式不同，分优先编码器、普通编码器。 （一）普通二进制编码器
特点：（1）输入信号的个数N 与输出变量的位数n 满足Ｎ＝２n 。
（2）任何时刻只能对其中一个输入信息进行编码, 即输入的N 个信号是互相排斥的。
讨论：请学生设计一个8-3线编码器 （二）优先编码器
特点：当多个输入端同时有信号时，电路只对优先级别最高的信号进行编码。
举例3：电话室有三种电话， 按由高到低优先级排序依次是火警电话，急救电话，工作电话，要求电话编码依次为00、01、10。试设计电话编码控制电路。
解：（１）根据题意知，同一时间电话室只能处理一部电话，假如用A 、B 、C 分别代表火警、 急救、工作三种电话，设电话铃响用1表示，铃没响用0表示。当优先级别高的信号有效时，低级别的则不起作用，这时用×表示；用
Y1, Y2
（2）列真值表 （3）表达式 （4）电路图
（三）集成编码器
1、优先编码器 — 74LS148
（1）利用实验箱验证74LS148逻辑功能是否与教材上的功能表一致。其引脚图见下图。
C B A Y =1B
A Y =2
A
B
1
C 2
I 0I 1I 2I 3I 4I 5I 6
Y 1Y 2
Y EX
Y 97614
10111213123
74LS148
（2）实验记录结果如下
2、优先编码器74LS148
用74LS148优先编码器可以多级连接进行扩展功能，如用两块74LS148可以扩展成为一个16线4线优先编码器，如下图所示。
Y Y Y Y
注：扩展可以让学生在实验箱上自己搭接。
授课题目：
3.2组合逻辑中规模集成电路
二、译码器
教学目标：
1、理解译码器的基本原理。
2、掌握译码器的扩展和应用。
4、掌握用译码器构成逻辑函数的方法
3、熟悉74LS138集成块的使用
教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：用译码器设计组合电路。
教学难点：译码器扩展。
教学过程设计
●复习并导入新课
问题：1、编码器的逻辑功能是什么？
2、编码器的输入输出之间的关系是什么？
3、优先编码器和输入排斥的编码器有何不同？
●就新课内容提出问题
1、译码器的输入输出关系如何？
2、译码器的输出函数表达式有什么特点？
●讲授新课
3.2 组合逻辑中规模集成电路
二、译码器
（一）基本概念
1、定义
译码：编码的逆过程。把每一组输入的二进制代码翻译成原来的特定信息。
译码器：完成译码功能的电路称为译码器。
2、输入输出关系：2N＝M —全译码。
2N ＞M—部分译码。
3、分类
变量译码器：二进制译码器/非二进制译码器。
显示译码器：荧光、发光二极管译码器、液晶显示译码器；
（二）二进制译码器（以74LS138 为例）
1、基础知识（1）种类：全译码器。（2）输入输出关系
输入有3位二进制码，输出就有8个输出信号。符合23＝8
（3）分类：2线—4线译码器，3线—8线译码器、4线—16线译码器等。（4）特点：在全译码器中，每个输出端分别表示输入信号的一个最小项。
从74LS138 功能表得出表达式：
（5）功能测试
在实验箱上测试74LS138逻辑功能是否与功能表一致。
2、二进制译码器应用
（1）构成逻辑函数。
1)原理：a.n变量输入的二进制译码器共有2 n个输出，并且每个输出代表一个n变量的最小项;b.任何函数总能表示成最小项之和的形式;c.可以实现任何形式的输入变量不大于n的组合逻辑函数。
2)步骤:a.每个输出端对应一个最小项;b.找出函数由哪些最小项构成。
译码器输出端低电平有效：与非门综合结果。
译码器输出端高电平有效：或门综合结果。
举例4：利用74LS138实现Y=AB+BC+CA。
解：①先将函数式转换成标准与或式
令A = A2，B=A1，C=A0
②再用摩根定理：
③画出逻辑电路图
④在实验箱上搭出电路，并进行测试
（2）译码器的扩展
举例5：用两片74LS138实现一个4线—16线译码器。 ①电路图
②在实验箱上搭出电路，并验证结果。 讨论：
上图中，为什么A3输入到译码器的功能端时，一块是高电平有效的使能端，一块是低电平有效的使能端？
（三）二-十进制译码器 1、种类：部分译码器。 2、输入输出关系：
输入有4位二进制码，输出就有10个输出信号。 2n ＞ M
另外6个状态组合称为伪码（无用状态），所以二-十进制译码器电路应具有拒绝伪码功能，即输入端出现伪码时，输出均呈无效电平。
3、测试二-十进制译码器74LS42逻辑功能 1）引脚图 2）测试结果制表
Y 8Y 9Y 10Y 11Y 1
2Y
13Y 14Y 15
Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7
012
3
授课题目：
3.2组合逻辑中规模集成电路
二、译码器（二）
教学目标：
1、掌握显示译码器的应用。
2、了解显示器件的特点。
3、熟悉74LS48集成块的使用
教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：1、显示译码器的使用。
2、七段数码管的使用。
教学难点：显示电路的设计。
教学过程设计
●复习并导入新课
问题：1、用译码器实现逻辑函数的方法是什么？
2.、码器使能端的使用？
3、.译码器扩展的思路？
●就新课内容提出问题
1、你所了解的显示器有哪些？
2、发光二极管的特点是什么？
3、显示电路由几部分构成？
●讲授新课
3.2 组合逻辑中规模集成电路
二、译码器
（四）显示译码器
显示电路构成：译码器、驱动器和显示器
1、常用显示器
分类：1）按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等。
2）按发光物质分，有发光二极管(LED)式、荧光式、液晶显示等。
（1）七段式LED显示器（Light Emitting Diode LED）
连接方式有两种：
（2）液晶显示器
液晶显示器(Liguid Crystal Display,简称LCD)最大的优点是功耗小，每平方厘米的功耗不到1μW，它的工作电压也很低，在1V以下也可以工作。因此，它在便携式的仪器、仪表得到广泛应用。
液晶显示器也使用了七段字符显示，其公共极也叫背电极，下图是a段的简单驱动电路，其他段的驱动电路与a段完全一样。ucom是加在公共极(COM)的脉冲信号，A=0时，两个电极间电压ua=0，a段不显示，A=1时，两个电极间电压ua为交变电压，a段显示。
2、七段显示译码器74LS48
74LS48是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。
（1）利用74LS48和共阴七段数码管接成一个译码显示电路。
电路如下：
（2）在实验箱上搭出电路
（3）测试74LS48的管脚功能，记录结果 1）测LT 的功能
2）测BI 的功能 3）测RBI 的功能
（4）将LT ，BI ，RBO 都接高电平，改变输入信号的状态，观察记录数码管的显示情况，填下表：
讨论：
1、共阳显示器应配什么结构的七段显示器？
2、显示译码器在显示电路的作用是什么？
3、显示电路中何种情况需要驱动器？
授课题目：
3.2组合逻辑中规模集成电路
三、数据选择器
教学目标：
1、掌握中规模集成电路数据选择器的工作原理和逻辑功能。
2、熟悉利用数据选择器构成任意逻辑函数的方法。
3、了解数据选择器在数据传输中的应用。
4、验证数据选择器的逻辑功能。
教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：数据选择器的原理和应用
教学难点：如何用数据选择器实现任意的逻辑函数
教学过程设计
●复习并导入新课
问题：1、译码器的输入输出的逻辑关系是什么？
2、如何用译码器实现逻辑函数？
●就新课内容提出问题
数据选择器的输出函数与译码器输出函数的区别与联系？
●讲授新课
3.2 组合逻辑中规模集成电路
三、数据选择器
数据选择器又称多路开关。它可以从多个输入信息中选择其中一个送至输出。
1、4选1数据选择器 1）真值表说明功能 2）逻辑函数式
2、8选1数据选择器 1）真值表说明功能
2）逻辑函数式（含有输入地址码的所有最小项） 3、集成数据选择器（以74LS151、74LS153为例） 1）验证74LS151逻辑功能 2）用数据选择器实现逻辑函数
举例5：利用数据选择器实现函数F=AB+C
① 画出电路图
② 在实验箱上搭出电路，并记录结果。 3）数据选择器的扩展
举例6
① 画出电路图
Y B A C
②在实验箱上搭出电路，并记录结果
授课题目：
3.2组合逻辑中规模集成电路
四、加法器
教学目标：
1、掌握半加器、全加器的工作原理及逻辑功能。
2、掌握应用中规模集成电路设计组合电路。
3、了解集成加法器的应用。
教学内容（包括重点、难点）：
教学重点：中规模集成电路设计组合电路。 教学难点：集成加法器的应用。 教学过程设计 ● 复习并导入新课
1、若函数变量与数据选择器地址控制端个数不同，如何实现逻辑函数？
2、能否用译码器和与或门组成数据选择器？ ● 就新课内容提出问题 1、半加器与全加器的区别？ 2、如何实现多位加法运算？ ● 讲授新课
3.2 组合逻辑中规模集成电路 四、加法器 1、半加器
练习1：设计一位二进制半加器, 输入变量有两个，分别为加数A 和被加数B ，输出也有两个，分别为和数S 和进位C 。 解：1）列真值表 2）写表达式 3）化简 4）画电路图 2、全加器
练习2：设计一个一位二进制全加器。（要求：法1—用中规模集成电路74LS138、74LS151实现；法2—用小规模集成电路实现） 解：1）用用小规模集成电路实现
2）
用
74LS138实现
A
B
S
A B
S (a )
(b )
3）用74LS153实现
说明：在实验箱上搭出三种电路，并进行记录实验结果。
3、多位加法器
举例7：设计一个代码转换电路，将BCD代码的8421码转成余3码。
①按下面电路图搭接电路
第五章 组合逻辑电路典型例题分析 第一部分：例题剖析 例1．求以下电路的输出表达式： 解： 例2．由3线－8线译码器Ｔ4138构成的电路如图所示，请写出输出函数式． 解： Y = AC BC ABC = AC +BC + ABC = C(AB) +CAB = C (AB) T4138的功能表 & & Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 “1” T4138 A B C A 2A 1A 0Ya Yb S 1 S 2 S 30 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 S 1S 2S 31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0
例3．分析如图电路，写出输出函数Ｚ的表达式。CC4512为八选一数据选择器。 解： 例4．某组合逻辑电路的真值表如下，试用最少数目的反相器和与非门实现电路。（表中未出现的输入变量状态组合可作为约束项） CC4512的功能表 A ? DIS INH 2A 1A 0Y 1 ?0 1 0 0 0 00 00 00 0 0 0 0 00 0 ?????0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 1 高阻态 0D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 Z CC4512 A 0A 1A 2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 DIS INH D 1 D A B C D Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 0 CD AB 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 1 0 1 11 × × × ×10 0 1 × × A B 第一步画卡诺图第三步画逻辑电路图
第三章 组合逻辑电路 一、选择题 1．下列表达式中不存在竞争冒险的有 。 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 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 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 。 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 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.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 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 。 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 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. 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 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.A ST =1，B ST =D ，C ST =0 B. A ST =1，B ST =D ，C ST =D
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：
习 题5 题5-1 逻辑电路如图5-1所示，列出对应逻辑电路的真值表。 解：图5-1所示的逻辑电路，S 的逻辑表达式为：B A B A B AB A AB S +==，C 的逻辑 表达式为：AB C =。电路所对应的真值表如表5-1所示。 题5-2 分析图5-2所示逻辑电路的逻辑功能，并且列出真值表。 解：图5-2所示的逻辑电路，输出变量Y 0、Y 1的逻辑表达式为：CD ABD CD ABD Y 0+=?=，D C B D B C D C A D C B D B C D C A Y 1?++?=????=。 电路所对应的真值表如表5-2所示。 电路的功能分析，从函数表达式以及逻辑真值表，输出变量和输入变量之间没有明显的有规律的逻辑关系，由此可以看出，可以认为电路逻辑功能为两个逻辑函数的产生电路。实现CD ABD Y 0+=，D B D BC D Y 1?++?=逻辑函数的运算。 题5-3 写出如图5-3所示逻辑电路输出函数表达式，并且列出真值表。 解：图5-3所示的逻辑电路，输出变量F 的逻辑表达式为 C B A AC BC AB C B A AC BC AB F ??+++=?????=.电路所对应的真值表如表5-3 所示。 题5-4 利用与非门实现下列函数所描述逻辑功能的逻辑电路。 (1) )D C )(C A (F ++= ， (2) C A AB F +=， 图5.1 图5-3
(3) )CD B (A F += ， (4) B A D B AC F ++=， (5) )B A )(D B )(C A (F +++= ， (6) C B CD C A F ++=， 解：利用反演定律，将各个逻辑函数转换成“与非”表达式为 (1) AD D C )D C )(C A (F 1?=+=++= ， (2) C A AB C A AB F 2?=+=， (3) CD B A D B C B A )CD B (A F 3??=++=+=， (4) B A D B AC B A D B AC F 4??=++=， (5) B A D B C A B A D B C A )B A )(D B )(C (F 5???=?++=+++= , (6) C B CD C A C B CD C A F 5??=++=。 根据逻辑函数的相应“与非”表达式作出各个逻辑函数的逻辑电路图如图5-4所示。 题5-5 利用或非门实现下列函数所描述逻辑功能的逻辑电路。 (1). ABCD D ABC D C B A D BC A D C B A D C B A D C B A D C B A L +++++++= (2). )14,11,9,8,6,5,3,1()D ,C ,B ,A (L m ∑= (3). )15,14,13,12,11()9,8,6,5,2,1()D ,C ,B ,A (L d m ∑+∑= (4). )4,3()6,2,1()C ,B ,A (L d m ∑+∑= (5). C A BC B A L ++= 解：利用如图5-5(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示的逻辑函数“卡诺图”，将逻辑函数化简并利用反演定律，将各个逻辑函数转换成“或非”表达式为 (1). ABCD D ABC D C B A D BC A D C B A D C B A D C B A D C B A L 1+++++++= =∑m (0,1,2,4,6,10,14,15)＝)C A )(D B A )(D C B (+++++ C A D B A D C B +++++++= (2). )14,11,9,8,6,5,3,1()D ,C ,B ,A (L m 2∑= )D C B )(C B A )(D C B )(D C B )(D B A (++++++++++= D C B C B A D C B D C B D B A ++++++++++++++= (3). )15,14,13,12,11()9,8,6,5,2,1()D ,C ,B ,A (L d m 3∑+∑= )C A )(D C A )(D C A (+++++=C A D C A D C A +++++++= (4). )4,3()6,2,1()C ,B ,A (L d m 4∑+∑= A )D B )(D C (++=A D B D C ++++= (5). C A BC B A L 5++=)C B )(C A (++=C B C A +++=。
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。
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
第四章组合逻辑电路 ▲ 4.1概述 1 ?逻辑电路的分类 （1）组合逻辑电路（简称组合电路）； （2）时序逻辑电路（简称时序电路）。 2、组合逻辑电路的特点 （1）功能特点：任一时刻的输出状态仅仅取决于同一时刻的输入状态, 一时刻的状态无关。 （2）结构特点：不包含记忆单元，即存储单元。 3、组合逻辑电路的描述 如图所示： 用一组逻辑函数表示为: 『丫1 f1（X’、 X、X n) 斗丫2 f2（X’、 X2、 X n) JY n f n(X1、X2、X n) 4.2组合逻辑电路的分析和设计方法 一、分析方法 分析就是已知电路的逻辑图，分析电路的逻辑功能。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（最简与或表达式）（3）列真值表。 （4）确定其逻辑功能。 例1、分析下图组合逻辑电路的功能。而与前 组合逻辑电路输出信号
（4）由真值表知：若输入两个或者两个以上的1, 输出丫为1 功能：在实际应用中可作为多数表决电路 使用。 练习：分析如图所示组合逻辑电路的功能 ▲二、设计方法 设计就是已知实际逻辑问题，设计实现该功能的最简电路。 设计步骤如下： （1）根据实际逻辑问题进行逻辑抽象，即确定输入、输出变量的个数，并对它们进行逻辑赋值（即确定0和1代表的含义）。 （2）根据逻辑功能列出真值表，求出逻辑函数表达式。 （3）选定逻辑器件。 1、若选用SSI （小规模门电路），则化简函数表达式，画出实现电路； 2、若选用MSI （中规模门电路），则变换函数表达式形式，画出实现电路。例2、 有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生，小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的逻辑控制电路，用SSI门电路实现。要求如下： （1）一个班学生上自习，开小教室的灯。 （2）两个班上自习，开大教室的灯。 （3）三个班上自习，两教室均开灯。 解：（1）逻辑抽象： 设输入变量A、E、C分别表示三个班学生是否上自习，1表示上自习，0表示不上自习； 输出变量Y、F分别表示大教室、小教室的灯是否亮，1表示亮，0表示灭。 （2）列真值表： （3）列真值 表: ABC 丫 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
习题 4.1写出图所示电路的逻辑表达式，并说明电路实现哪种逻辑门的功能。（基本题属于4.1节） 习题4.1图 解：B A B A B A B A B A F ⊕=+=+= 该电路实现异或门的功能 4.2分析图所示电路，写出输出函数F 。（基本题属于4.1节） 习题4.2图 解：[]B A B B B A F ⊕=⊕⊕⊕=)( 4.3已知图示电路及输入A 、B 的波形，试画出相应的输出波形F ，不计门的延迟．（基本 题属于4.1节） 图 解：B A B A B A AB B AB A AB B AB A F ⊕=?=???=???= 4.4由与非门构成的某表决电路如图所示。其中A 、B 、C 、D 表示4个人，L=1时表示决议通过。（基本题属于4.1节） （1） 试分析电路，说明决议通过的情况有几种。 （2） 分析A 、B 、C 、D 四个人中，谁的权利最大。 B A C & & & & D L B A =1 =1 =1 F F A B & & & & & F B A
习题4.4图 解：（1）ABD BC CD ABD BC CD L ++=??= （2） (3)4.5分析图所示逻辑电路，已知S 1﹑S 0为功能控制输入，A ﹑B 为输入信号，L 为输出，求电路所具有的功能。（基本题属于4.1节） 习题4.5图 解：（1）011011)(S S B S A S S B S A L ⊕⊕+⊕=⊕⊕?⊕= (2) (3)当S 1S 0=00和S 1S 0=11时，该电路实现两输入或门，当S 1S 0=01时，该电路实现两输入或非门，当S 1S 0=10时，该电路实现两输入与非门。 4.6试分析图所示电路的逻辑功能，并用最少的与非门实现。（综合题属于4.1、4.2节） 10
第五章CMOS组合逻辑电路设计II －动态CMOS电路 第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点第二节多米诺（Domino）CMOS电路 第三节改进的Domino CMOS电路 第四节时钟CMOS （C2MOS）
第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点 一、预充－求值动态CMOS的基本结构和工作原理 二、动态CMOS的特点 三、动态CMOS的问题 四、动态CMOS的级联 静态电路：靠管子稳定的导通、截止来保持输出状态除状态反转外，输出始终与VDD和GND保持通路。动态电路：靠电容来保存信息
一、预充－求值动态CMOS 的基本结构和工作原理 In 1In 2PDN In 3M e M p Clk Clk Out C L 预充－求值动态CMOS 电路的基本结构 工作过程： ?预充阶段：Clk ＝0，Out 被Mp 预充到VDD ，Me 截止，无论输入何值，均不存在直流通路。 此时的输出无效。 ?求值阶段：Clk ＝1，Mp 截止，Me 导通，Out 和GND 之间形成一条有条件的路径。具体由PDN 决定。若PDN 存在该路径，则Out 被放电，Out 为低电平，“0”。如果不存在，则预充电位保存在CL 上，Out 为高电平“1”。 ?求值阶段，只能有与GND 间的通路，无与VDD 间的，一旦放电，不可能再充电，只能等下次。 预充FET 求值FET
预充－求值动态CMOS 电路的工作原理 预充 预充 求值 输出只在此时有效 ) ,2,1(Xn X X F Y ???=当Clk ＝1时 Clk Out Clk ＝0时，输出为1，与输入无关
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
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3.55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：)()(D C B A Y ⊕⊕⊕= (2) 化简与变换：
令 D C Y B A Y ⊕=⊕=21 则 21Y Y Y ⊕= (3)由表达式列出真值表，见表3.1。 输入 中间变量 中间变量 输出 A B C D Y 1 Y 2 Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 (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： B A B A Y ⊕⊕⊕=(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1 3-2 试分析图3.56所示各组合逻辑电路的逻辑功能，写出函数表达式。
第4章组合逻辑电路 一、教学目的： 本章主要介绍组合逻辑电路的特点、组合逻辑电路的分析方法和设计方法，以及加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、奇偶校验器等常用组合逻辑电路的电路结构、工作原理和使用方法，最后介绍组合逻辑电路中的竞争-冒险。 二、教学题要 4.1 概述 尽管各种组合逻辑电路在功能上千差万别，但是它们的分析方法和设计方法有共同之处。掌握了分析方法，就可以识别任何一个给定的组合逻辑电路的逻辑功能；掌握了设计方法，就可以根据给定的设计要求设计出相应的组合逻辑电路。 4.1.1 组合逻辑电路的结构和特点 4.1.2 组合逻辑电路的分析方法 4.1.3 组合逻辑电路的设计方法 4.2 若干常用的组合逻辑电路 在数字系统设计中，有些逻辑电路是经常或大量使用的，为了使用方便，一般把这些逻辑电路制成中、小规模集成电路产品。在组合逻辑电路中，常用的集成电路产品有加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据比较器及奇偶校验器等。下面分别介绍这些组合逻辑部件的电路结构、工作原理和使用方法。为了增加使用的灵活性，在多数中规模集成的组合逻辑电路上，都设置了附加的控制端。控制端既可以控制电路的工作状态(工作或禁止)，又可作为输出信号的选通信号，还可以实现器件的扩展。合理地运用这些控制端，不仅能使器件完成自身的逻辑功能，还可以用这些器件实现其他组合逻辑电路，最大限度发挥电路的潜力。 4.2.1 算术运算电路 4.2.2 编码器 4.2.3 译码器 4.2.4 数据选择器 4.2.5数值比较器 4.2.6奇偶校验器 4.3 采用中规模集成部件实现组合逻辑电路 由于中规模集成电路的大量出现，许多逻辑问题可以直接选用相应的集成器件来实现，这样既省去繁琐的设计，又可以避免设计中带来的错误。中规模集成部件都具有与其名称相吻合的专用功能，但对于某些中规模集成电路来说，除了能完成自身的功能外，还可以用来实现组合逻辑电路。下面以译码器和数据选择器为例，介绍用中规模集成电路实现组合逻辑电路的方法。 4.3.1 用译码器实现组合逻辑电路 4.3.2 用数据选择器实现组合逻辑电路 4.4 组合逻辑电路的竞争—冒险现象 为了增加组合逻辑电路使用的可靠性，需要检查电路中是否存在竞争—冒险。如果发现有竞争—冒险存在，则应采取措施加以消除。 4.4.1 竞争—冒险现象及其成因
第三章 组合逻辑电路 授课题目： 3.1小规模组合逻辑电路的分析 教学目标： 1、熟练各种门电路的逻辑功能及描述方法。 2、掌握组合逻辑电路的分析方法。 3、小规模组合逻辑电路的设计 教学内容（包括重点、难点）： 教学重点：组合逻辑分析步骤，小规模组合逻辑电路设计方法。 教学难点：分析和设计的步骤、思路和注意事项。 教学过程设计 ● 复习并导入新课 问题：1、逻辑电路有哪些表示方法？ 2、如何由真值表写出函数表达式？ ● 就新课内容提出问题 1、总结如何由具体事件分析输入变量、输出变量和它们的关系？ 2、总结如何由具体事件分析输入变量、输出变量和它们的关系？ 3、真值表如何写出？ ● 讲授新课 3.1 小规模组合逻辑电路的分析和设计 按照逻辑功能的不同特点，可以把数字电路分成两大类，一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。 组合逻辑电路的特点：即刻输入，即刻输出。 F A B C
一、组合逻辑电路的分析方法 分析步骤如下： 第一步：写出逻辑函数表达式； 第二步：逻辑表达式进行化简； 第三步：列真值表； 第四步：分析电路的逻辑功能。 注：以上步骤并非一定要遵循，应视具体情况而定，可略去其中的某些步骤。 举例1： 分析上图所示电路的逻辑功能。 解 第一步：写出逻辑表达式。 P=AB N=BC Q=AC F=Q N P ??=AC BC AB ??=AB+BC+AC 第二步：列出真值表。 第三步：逻辑功能描述。由真值表可见，在输入三个变量中，只要有两个以上变量为1，则输出1，所以该电路是一个三变量多数表决器。 二、组合逻辑电路的设计 （一）设计的一般步骤如下： 第一步：分析要求； 第二步：列真值表； 第三步：写出逻辑表达式并化简； 第四步：画逻辑图。 举例2：设计一个三变量多数表决电路，用与非门实现。 解：（1）分析命题； （2
第五章组合逻辑电路 1．写出如图所示电路的输出信号逻辑表达式，并说明其功能。 （a）（b） 解：（a）Y1ABC（判奇功能：1的个数为奇数时输出为1） Y2AB(AB)CABACBC（多数通过功能：输出与输入多数一致）（b）Y1(AB)A(AB)BABAB（同或功能：相同为1，否则为0）2．分析如图所示电路的逻辑功能 （a）（b）（c） 解：（a）Y 1ABAB（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1） 0011 （b）Y2(((AA)A)A)（判奇电路：1的个数为奇数时输出为1） 0123 YAM 00 （c）Y 1 A M 1 （M=0时，源码输出；M=1时，反码输出） YAM 23 3．用与非门设计实现下列功能的组合逻辑电路。（1）实现4变量一致电路。 （2）四变量的多数表决电路 解：（1） 1）定变量列真值表：
ABCDYABCDY 0000110000 0001010010 0010010100 0011010110 010******* 010******* 0110011100 0111011111 2）列函数表达式：YABCDABC D ABCDABCD 3）用与非门组电路 （2）输入变量A、B、C、D，有3个或3个以上为1时输出为1，输人为其他状态时输出为0。 1）列真值表2）些表达式 3）用与非门组电路 4．有一水箱由大、小两台水泵ML和Ms供水，如图所示。水箱中设置了3个水位检测元
件A、B、C，如图（a）所示。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点时水泵停止工作；水位低于C点而高于B点时Ms单独工作；水位低于B点而高于A点时ML单独工作；水位低于A点时 ML和Ms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。 解：（1）根据要求列真值表（b） （b）（a） （2）真值表中×对应的输入项为约束项，利用卡诺图化简（c）（d） （c）（d） （e） 得：MABC s MB L （ML、M S的1状态表示工作，0状态表示停止） （3）画逻辑图（e）
第三章 组合逻辑电路 本章教学目的、要求： 1.掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 2.熟悉常用中规模集成组合逻辑电路的工作原理。 3.了解组合电路中的竞争和冒险现象。 重点：组合逻辑电路的分析方法和设计方法。 难点：组合逻辑电路分析中的功能判断 第一节 概述 一、组合逻辑电路的特点 数字电路按逻辑功可分为两大类 1．组合逻辑电路：任意时刻 的输出只取决于该时刻的输 入，与电路原来的状态无关。 2．时序逻辑电路：任意时刻 的输出不仅取决于该时刻的输 入，而且与电路原来的状态有关。 在组合逻辑电路中 例：右图所示电路： CI B A S ⊕⊕=)( AB CI B A CO +⊕=)( 二、逻辑功能的描述 逻辑图、函数式或真值表均能描述，这里用函数式说明： y 1=f 1(a 1,a 2,…a n ) 框图 y 2=f 2(a 1,a 2,…a n ) . . y m =f m (a 1,a 2,…a n ) 1．功能特点： 电路的输出状态不影响输入；电路的输入确定后，输出即确定。 2．结构特点： 电路不包含存储信号的记忆元件；电路不存在从输出到输入的反馈电路。 组合逻辑电路 a 1 y 1 y 2 y m a 2 a n · · · ·
＝1 & ≥1 1 A i B i C i S i C i +1 (a ) 全加器 S i C i +1 A i B i C i (b ) ＝1 第二节、组合逻辑电路的分析方法和设计方法 一、组合逻辑电路的分析方法 所谓逻辑电路的分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系，并指出电路的逻辑功能。分析过程一般按下列步骤进行： 1．根据给定的逻辑电路，从输入端开始，逐级推导出输出端的逻辑函数表达式。 2．根据输出函数表达式列出真值表。 3．用文字概括出电路的逻辑功能。 例1：分析图4-2所示组合逻辑电路的逻辑功能。 解：根据给出的逻辑图， 逐级推导出输出端的逻辑函数表达式： 列真值表 由真值表可以看出，在三个输入变量中，只要有两个或两个以上的输入变量为1，则输出函数F 为1，否则为0，它表示了一种“少数服从多数”的逻辑关系。因此可以将该电路概括为：三变量多数表决器。 例2：分析下图所示电路，指出该电路的逻辑功能。 解： ① 写出函数表达式。 ② 列真值表。 ③ 分析功能。 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 A i B i C i C i+1 S i & & & & P 2 P 1P 3 F A B C 图 4-2 AC BC AB AC BC AB P P P F AC P BC P AB P ++=??=??====321321,,i i i i i i i i i i B A C B A C C B A S +⊕=⊕⊕=+)(1
习题 写出图所示电路的逻辑表达式，并说明电路实现哪种逻辑门的功能。 习题图 解：B A B A B A B A B A F⊕ = + = + = 该电路实现异或门的功能 分析图所示电路，写出输出函数F。 习题图 解：[]B A B B B A F⊕ = ⊕ ⊕ ⊕ =) ( 已知图示电路及输入A、B的波形，试画出相应的输出波形F，不计门的延迟． 解：B A B A B A AB B AB A AB B AB A F⊕ = ? = ? ? ? = ? ? ? = 由与非门构成的某表决电路如图所示。其中A、B、C、D表示4个人，L=1时表示决议通过。 （1）试分析电路，说明决议通过的情况有几种。 （2）分析A、B、C、D四个人中，谁的权利最大。 习题图 解：（1）ABD BC CD ABD BC CD L+ + = ? ? = B A C& & & & D L B A= 1 == 1 F F A B F B A
（2） L 0 0010111 (3)分析图所示逻辑电路，已知S 1﹑S 0为功能控制输入，A ﹑B 为输入信号，L 为输出，求电路所具有的功能。 习题图 解：（1）011011)(S S B S A S S B S A L ⊕⊕+⊕=⊕⊕?⊕= (2) L
试分析图所示电路的逻辑功能。 习题图 解：（1）ABC C B A F )(++= (2) F 01111110 F
电路逻辑功能为：“判输入ABC 是否相同”电路。 已知某组合电路的输入A 、B 、C 和输出F 的波形如下图所示，试写出F 的最简与或表达式。 习题图 解：（1）根据波形图得到真值表： F 1 0010010 C AB BC A C B A F ++= 、设∑= )14,12,10,9,8,4,2(),,,(m D C B A F ，要求用最简单的方法，实现的电路最简单。 1）用与非门实现。 2）用或非门实现。 3) 用与或非门实现。 F C B A
I I 4 5 7 I 1 6 2 I I I 0 3 I I I 9 8 I 图 P5.7 图P5.8 第5章 组合逻辑电路应用 习题5 5.1 设计一个10线-4线编码器，输出为8421BCD 码。 5.2 试用2片8线-3线优先编码器74148，设计一个10线-4线优先编码器。连接时允许附加必要的门电路。 5.3 试分析图P5.3所示电路的功能（74148为8线-3线优先编码器）。 5.4 分析图P5.4所示电路的功能。 5.5 用2片3线-8线译码器74138，组成4线-16线译码器。 5.6 某一个8421BCD 码七段荧光数码管译码电路的e 段部分出了故障，为使数码管能正确地显示0～9十种状态，现要求单独设计一个用与非门组成的e 段译码器。已知共阳极数码管如图P5.6所示。 5.7 分析图P5.7所示电路的功能（74148为8线-3线优先编码器）。 5.8 画出用两片4线-16线译码器74154组成5线-32译码器的接线图。图P5.8是74154的符号，S A 和S B 是两个控制端（亦称片选端），译码器工作时应使S A 和S B 同时为低电平，当输入信号A 3A 2A 1A 0为0000到1111共16种状态时，输出端从Y 0到Y 15依次给出低电平输出信号。 图P5. 4 图P5.6 图P5.3
5.9 设计一个编码转换器，将三位2进制码转换为循环码。 5.10 某医院的某层有6个病房和一个大夫值班室，每个病房有一个按扭，在大夫值班室有一个优先编码器电路，该电路可以用数码管显示病房的编码。各个房间按病人病情严重程度不同分类，1号房间病人病情最重，病情按房间号依次降低，6号房间病情最轻。试设计一个呼叫装置，该装置按病人的病情严重程度呼叫大夫，若两个或两个以上的病人同时呼叫大夫，则只显示病情最重病人的呼叫。 5.11 设计一个电话机信号控制电路。电路有I 0（火警）、I 1（盗警）和I 2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从Y 0、Y 1、Y 2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含4个2输入端与非门）实现。 5.12 试用一片3线-8线译码器T3138，实现下列逻辑函数（可使用必要的门电路）： （1）B A L =1 （2）B A AB L +=2 （3）C B A L ⊕⊕=3 5.13 用4路数据选择器实现下列函数: (1) ∑=)5,4,2,0(),,(1m C B A L (2) ∑= )7,5,3,1(),,(2m C B A L （3）∑=)7,5,2,0(),,(3m C B A L （4）∏= )3,2,0(),,(4M C B A L 5.14 用8路数据选择器实现下列函数： (1) ∑=)15,13,10,8,7,5,2,0(),,,(1m D C B A L (2) ∑= )12,10,9,5,4,3,0(),,,(2m D C B A L (3) C B AB C B A L +=),,(3 5.15 将四选一数据选择器，扩展为16选一数据选择器。 5.16 用3线-8线译码器74138和8选1数据选择器74151和少量与非门实现组合逻辑电路。当控制变量C 2C 1C 0=000时，F=0；C 2C 1C 0=001时，F=ABC ；C 2C 1C 0=010时，F=A+B+C ；C 2C 1C 0=011时，F=ABC ；C 2C 1C 0=100时，F=C B A ++；C 2C 1C 0=101时，F=C B A ⊕⊕；C 2C 1C 0=110时，F=AB+AC+BC ；C 2C 1C 0=111时，F=1。画出电路图。 5.17 分析图P5.17所示电路的工作原理，说明电路的功能。
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。