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A 0 B 0 0 1 1 C 0 1 0 1
Y
0 0 0 0
A 1 1 1 1
B 0 0 1 1
C 0 1 0 1
Y 0 1 1 1
真值表
2
0 0 0
2
逻辑表达式
Y = AB C + ABC + ABC
化 简 3
化 简 3
Y = AB C + ABC + ABC = ABC + ABC + ABC + AB C = AB(C + C ) + AC ( B + B ) = AB + AC
例:分析下图的逻辑功能 逻辑图
逐 级 1 写 出 从 输 入 到 输 出
C & B & A &
Y1
Y2
&
Y Y
Y3
1
逻辑表 达式 化
简 2
Y1 = AB
Y2 = BC
Y = Y1Y2Y3 = AB BC AC
2
最简与或 表达式
Y3 = CA
Y = AB+ BC+ CA
最简与或 表达式
3
Y = AB+ BC+ CA
(2) 画出各输出函数的卡诺图,并化简和变换. 画出各输出函数的卡诺图,并化简和变换.
B3 0 0 1 G3 1 0 0 1 1 G0 0 0 1 1 G1 0 0 1 1 G2 G3 B2 0 1 0 1 0 1 0 1 G0 0 1 0 1 G1 0 1 0 1 G2
B3 =G3
B2 = G3 G2 + G3 G2
L = AA
则存在1冒险; 则存在1冒险; 则存在0冒险. 则存在0冒险.
输 I0 0 1 0 0 I1 0 × 1 0 入 I2 0 × × 1 L0 0 1 0 0 输 出 L1 0 0 1 0 L2 0 0 0 1
L0 = I0
L1 = I 0 I 1
L2 = I 0 I 1 I 2
2, 根据真值表写出各输出逻辑表达式. , 根据真值表写出各输出逻辑表达式.
L0 = I0
逻辑电路真值表
输 入 G3 G2 G1 G0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 输 出 B3 B2 B1 B0 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 输 入 G3 G2 G1 G0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 输 出 B3 B2 B1 B0 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
解:1, 逻辑抽象. , 输入信号: 分别为特快, 输入信号 I0,I1,I2分别为特快,直快和慢车的进站请求信号 且有进站请求时为1,没有请求时为0. 且有进站请求时为 ,没有请求时为 . 输出信号: 分别为3个指示灯的状态 个指示灯的状态, 输出信号 L0,L1,L2分别为 个指示灯的状态, 且灯亮为1,灯灭为0. 且灯亮为 ,灯灭为 . (2) 写出各输出逻辑表达式. 写出各输出逻辑表达式. 根据题意列出真值表
电路功 能描述
穷 举 法 1
例:用与非门设计一个交通报警控制电路.交通信 号灯有红,绿,黄3种,3种灯分别单独工作或黄, 绿灯同时工作时属正常情况,其他情况均属故障, 出现故障时输出报警信号. 1 设红,绿,黄灯分别用A,B,C表示,灯亮时其值 为1,灯灭时其值为0;输出报警信号用F表示,灯 正常工作时其值为0,灯出现故障时其值为1. 出 值表.
A B 0 0 1 1 C 0 1 0 1
F
1 0 0 0
A 1 1 1 1
B 0 0 1 1
C 0 1 0 1
F 0 1 1 1
真值表
0 0 0 0
2
2
逻辑表达式
化 简 3
F = A B C + AB C + ABC + ABC
3
F = A B C + ABC + ABC + ABC + AB C = A B C + AB(C + C ) + AC ( B + B ) = A B C + AB + AC
电路 结构 分析步骤: 分析步骤:
输入输出之间 的逻辑关系
1.由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式. 由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式. 由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式 2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进 用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进 行化简. 行化简. 3.列出输入输出真值表并得出结论. 列出输入输出真值表并得出结论. 列出输入输出真值表并得出结论
B1 0 1 0 G3 1 0 1 0 1 B0 1 0 1 0
G1 1 0 1 0 G2
B0 0 1 0 G3 1 1 0 1 0 G0 0 1 0 1
G1 1 0 1 0 G2
B1 = G3 G2 G1 + G3 G2 G1 + G3 G2 G1 + G G G 3 2 1 =( G3 G2 + G G ) G + G G + G G ) G 3 2 1 3 2 3 2 1 = G3 ⊕ G2 ⊕ G1 B0 = G3 ⊕ G2 ⊕ G1 ⊕ G0
第3章
组合逻辑电路
组合逻辑电路: 组合逻辑电路:电路任意时刻输出状 态只取决于该时刻的输入状态, 态只取决于该时刻的输入状态,而与 该时刻前的电路状态无关. 该时刻前的电路状态无关.电路结构 反馈环路(无记忆元件. 中无反馈环路(无记忆元件.
3.1
小规模集成电路构成的组合逻辑 电路的分析和设计
一,组合逻辑电路的分析
A
G1 A 1 G2 ≥1 L=A+A
A
L
二,冒险现象的识别 可采用代数法来判断一个组合电路是否存在冒险: 可采用代数法来判断一个组合电路是否存在冒险: 写出组合逻辑电路的逻辑表达式, 写出组合逻辑电路的逻辑表达式 , 当某些逻辑变量取 特定值( 如果表达式能转换为: 特定值(0或1)时,如果表达式能转换为:
(3) 根据逻辑表达式,画出逻辑图 根据逻辑表达式,
G3 G2 G1 G0 =1 =1 =1
B3 B2 B1 B0
3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险
竞争冒险——由于延迟时间的存在, 竞争冒险 由于延迟时间的存在,当一个输入信号经过多 由于延迟时间的存在 条路径传送后又重新会合到某个门上, 条路径传送后又重新会合到某个门上,由于不同路径上门 的级数不同,导致到达会合点的时间有先有后, 的级数不同,导致到达会合点的时间有先有后,从而产生 瞬间的错误输出. 瞬间的错误输出. 一,产生竞争冒险的原因
用与非门实现
Y = A + B = AB
A B C & Y
例:分析下图的逻辑功能 & A B
&
A B
A B A
&
F
&
A B B
F = A B A A B B
= A B A+ A B B
= A + B) A + A + B) B = A B + A B ( (
真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F 0 1 1 0
F = A⊕ B
3.2 组合逻辑电路的设计
任务 要求 设计步骤: 设计步骤:
最简单的 逻辑电路
1.指定实际问题的逻辑含义,列出真值 指定实际问题的逻辑含义, 指定实际问题的逻辑含义 进而写出逻辑表达式. 表,进而写出逻辑表达式. 2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进行 用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进行 化简. 化简. 3.列出输入输出状态表并画出逻辑电路图. 列出输入输出状态表并画出逻辑电路图. 列出输入输出状态表并画出逻辑电路图
1.产生"1冒险" 产生" 冒险" 电路如图,已知输入波形,画输出波形. 例:电路如图,已知输入波形,画输出波形. 解: L = A A
G1 A 1 G2 & L=A A
A
A
L
由于G 门的延迟时间t 2 输出端出现了一个正向窄脉冲. 由于 1 门的延迟时间 pd2 输出端出现了一个正向窄脉冲 .
2.产生" 冒险" 2.产生"0冒险" 产生
真值表
输 I0 0 1 0 0 I1 0 × 1 0 入 I2 0 × × 1 L0 0 1 0 0
L1 = I 0 I 1
L2 = I 0 I 1 I 2
3, 根据要求将上式变换为与非形式 ,
L0 = I 0
输 出 L1 0 0 1 0 L2 0 0 0 1
L1 = I 0 I 1
L2 = I 0 I 1 I 2
4
最简与或 表达式
4
逻辑变换
F = A B C AB AC
5
5
逻辑电路图
A B
1 1
&
F
F = A B C AB AC
C
1
&
&
&
电路功 能描述
穷 举 法 1
例:用与非门设计一个举重裁判表决电路.设举重 比赛有3个裁判,一个主裁判和两个副裁判.杠铃完 全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮 来确定.只有当两个或两个以上裁判判明成功,并 且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯才亮. 1 设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;表示 成功与否的灯为Y,根据逻辑要求列出真值表.