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第 3 章组合逻辑电路数字系统中常用的各种数字器件，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法3.1.1组合逻辑电路的基本概念1.组合逻辑电路的定义组合逻辑电路是指在任一时刻，电路的输出状态仅取决于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关的逻辑电路。
其特点是输出状态与输入状态呈即时性，电路无记忆功能。
2.组合逻辑电路的描述方法组合逻辑电路模型如图 3.1 所示。
图 3.1组合逻辑电路的一般框图3.1.2组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析一般是根据已知逻辑电路图求出其逻辑功能的过程，实际上就是根据逻辑图写出其逻辑表达式、真值表，并归纳出其逻辑功能。
1.组合逻辑电路的分析步骤（ 1）写出逻辑函数表达式（ 2）化简逻辑函数式（ 3）列真值表（ 4）说明功能3.1.3组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路设计主要是将客户的具体设计要求用逻辑函数加以描述，再用具体的电路加以实现的过程。
组合逻辑电路的设计可分为小规模集成电路、中规模集成电路、定制或半定制集成电路的设计，这里主要讲解用小规模集成电路（即用逻辑门电路）来实现组合逻辑电路的功能。
1.组合逻辑电路设计步骤（1）列真值表。
根据电路功能的文字描述，将其输入与输出的逻辑关系用真值表的形式列出。
（2）写表达式，并化简。
通过逻辑化简，根据真值表写出最简的逻辑函数表达式。
（3）选择合适的门器件，把最简的表达式转换为相应的表达式。
（4）根据表达式画出该电路的逻辑电路图。
3.2编码器3.2.1编码器的原理和分类把若干位二进制数码0 和 1，按一定的规律进行编排，组成不同的代码，并且赋予每组代码以特定的含义，叫做编码。
实现编码操作的电路称为编码器。
1.二进制编码器实现用 n 位二进制数码对 N（ N=2n）个输入信号进行编码的电路叫做二进制编码电路。
其特点是，任一时刻只能对一个输入信号进行编码，即只允许一个输入信号为有效电平，而其余信号均为无效电平。
《数字电子技术》教案第3章组合逻辑电路3.1概述3.1.1组合逻辑电路的特点组合逻辑电路是指采用两个或两个以上基本逻辑门来实现更实用、更复杂逻辑功能的电路结构，其特点主要包括以下两点：（1）在逻辑功能上，组合逻辑电路在任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。
（2）在电路结构上，组合逻辑电路中不能包含存储单元。
3.1.2组合逻辑电路的方框图及特点如图3-1所示为组合逻辑电路方框图。
图3-1 组合逻辑电路方框图组合逻辑电路基本构成单元为门电路，组合逻辑电路没有输出端到输入端的信号反馈网络，组合逻辑电路无记忆性，所以组合逻辑电路是无记忆性电路。
3.1.3 3种基本逻辑门及其表示在二值逻辑中，最基本的逻辑关系有3种，即与逻辑、或逻辑和非逻辑。
数字电路中实现这3种逻辑的电路分别称为与门电路、或门电路和非门电路。
1．与逻辑与逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，当这几个条件都满足时，这个事件就发生；否则就不发生。
如图3-3所示为与逻辑的逻辑电路符号，称为与门电路。
图3-3 与门逻辑符号或逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，只要这几个条件中有任何一个条件满足时，这个事件就发生；只有所有条件都不满足时，这个逻辑事件才不会发生。
如图3-5所示为或逻辑的逻辑电路符号，称为或门电路。
图3-5 或门逻辑符号3．非逻辑非逻辑是指逻辑事件的条件满足时，逻辑事件就不发生；条件不满足时，逻辑事件反而会发生。
如图3-7所示为非逻辑的逻辑电路符号，称为非门电路。
图3-7非门逻辑符号3.1.4由3种基本逻辑门导出的其他逻辑门及其表示1．与非门与非门是实现先“与”后“非”的数字单元电路，其逻辑函数表达式为：L AB。
如图3-8（a）所示为先“与”后“非”组合电路；图3-8（b）所示为与非门逻辑符号。
（a）先“与”后“非”组合电路（b）与非门逻辑符号图3-8 与非门组合电路及逻辑符号或非门是实现先“或”后“非”的数字单元电路，其逻辑函数表达式为：L A B=+。
一、分析题：1、试分析如下面图（a ）和图(B)所示逻辑电路，说明分别是什么逻辑功能。
（10分）.2、（10分）、试分析下图所示逻辑电路。
2B L =11AC&L &=1&3-1、（12分）、分析下图电路的逻辑功能。
要求写出逻辑函数表达式，画出真值表，说明电路的逻辑功能。
3-2（8分）、由译码器74138和8选1数据选择器74151组成如下图所示的逻辑电路。
X 2X 1X 0及Z 2Z 1Z 0为两个三位二进制数，试分析下图电路的逻辑功能。
（74138是3-8线译码器，74151是8选1数据选择器）。
A1&B1&&L≥1≥1≥1≥1LAB（a）（b）5Y 6D 074138D 13401A Y 7G 0Y 13D A 52D Y D A 6G D 1Y Y Y D 274201Y2BD 74151G 2A1A A 02A Y1X 02X X 10Z Z Z 24、（6分）由译码器74138和门电路组成的电路如下图所示，试写出L 1、L 2的最简表达式。
5、6、（12分）、下图所示的TTL 门电路中，要求实现下列规定的逻辑功能时，其连接有无错误？说明正确或错误的理由。
如有错误请改正。
CD AB L ⋅=1 AB L =2 C AB L +=3+V &R PC D&L CCB A 1B&A =1V CCL 2&L 3CB A ≥1（a ） (b) (c)7、（12分）、在下图（a ）（b ）（c ）中，所有的门电路都为TTL 门，设输入A 、B 、C 的波形如图（d ）所示，试分析电路的逻辑关系，写出表达式，并定量画出各输出的波形图。
BA =1V CCL 1≥1A 2L BC &≥1EN&△B C1G L 3A &ABC(a)(b)(c)(d)8、（8分）、分析下图所示电路，求输入S 1、S 0各种取值下的输出Y ，填入下表中。
数字逻辑电路第3章复习题一、分析题：1、试分析如下面图（a ）和图(B)所示逻辑电路，说明分别是什么逻辑功能。
（10分）.2、（10分）、试分析下图所示逻辑电路。
2B L =11A C&L &=1&3-1、（12分）、分析下图电路的逻辑功能。
要求写出逻辑函数表达式，画出真值表，说明电路的逻辑功能。
3-2（8分）、由译码器74138和8选1数据选择器74151组成如下图所示的逻辑电路。
X 2X 1X 0及Z 2Z 1Z 0为两个三位二进制数，试分析下图电路的逻辑功能。
（74138是3-8线译码器，74151是8选1数据选择器）。
A1&B1&&L≥1≥1≥1≥1LA B（a）（b）5Y 6D 074138D 13401A Y 7G 0Y 13D A 52D Y D A 6G D 1Y Y Y D 274201Y2BD 74151G 2A1A A 02A Y1X 02X X 10Z Z Z 24、（6分）由译码器74138和门电路组成的电路如下图所示，试写出L 1、L 2的最简表达式。
5、6、（12分）、下图所示的TTL 门电路中，要求实现下列规定的逻辑功能时，其连接有无错误？说明正确或错误的理由。
如有错误请改正。
CD AB L ⋅=1 AB L =2 C AB L +=3+V &R PC D&L CCB A 1B&A =1V CCL 2&L 3CB A ≥1（a ） (b) (c)7、（12分）、在下图（a ）（b ）（c ）中，所有的门电路都为TTL 门，设输入A 、B 、C 的波形如图（d ）所示，试分析电路的逻辑关系，写出表达式，并定量画出各输出的波形图。
BA =1V CCL 1≥1A 2L BC &≥1EN&△B C1G L 3A &ABC(a)(b)(c)(d)8、（8分）、分析下图所示电路，求输入S 1、S 0各种取值下的输出Y ，填入下表中。
9、分析下图的逻辑功能。
（10分）10、（9分）为了实现下列图中输出所表示的逻辑，判断下列图连接是否正确。
要求说明正确和错误的原因。
若有错，请改正。
11-1、求下列各题的最简与或表达式。
（12分） 1. 2、11-2、试对应输入波形画出下图中 Y1~Y6的波形。
（本题共6小题，共24分）Y12、试对应输入波形画出下图中Y1~Y5的波形。
(设触发器初态为零)（本题共5个图，每图4分，共20分）13、分析图示电路的逻辑功能。
要求写出逻辑式，列出真值表，然后说明逻辑功能。
( 8分)Y1Y214-1、某编码器的真值表如下，试分析其工作情况： ( 6 分)(1) 是？/？线编码器？(2) 编码信号高电平还是低电平有效？(3) 编码信号K 0 ~ K 7间有何约束条件？ (4) 当 K 5 信号请求编码时，Y 2 Y 1 Y 0 = ？（设未列出的输入组合不能出现）14-2、求下图中Y 的最简与或式。
( 8 分)15-1、16-1、17-1（15分）写出下图电路中Y1、Y2的逻辑函数式，并化简为最简单的与-或表达式。
译码器74LS138的输出函数表达式为0120A A A Y =、0121A A A Y =、…、0127A A A Y =。
15-2、17-2（15分）分析下图电路的功能，写出E 和F 的表达式，说明该电路实现什么样的逻辑功能。
并根据下面给定的输入波形画出输出波形。
0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 0A 1A 2A 1S 2S 3S &&1Y 2Y A B C 174LS138Y 2 Y 1 Y 016、写出下图所示逻辑图的逻辑式，并用与非门作出其最简形式的逻辑图。
（11分）18、分析如图由3线-8线译码器74LS138构成的电路。
（1）写出输出S i 和C i 的逻辑函数表达式；（2）画出真值表；（3）说明该电路的逻辑功能。
（15分）74LS138的逻辑功能表A B E F﹠﹠﹠﹠ ﹠FEAA 1 A 0 A 274LS138Y1 Y0 Y2 Y4 Y3 Y5 Y6 Y7C i-1 B i A i 1STA STC STB20、（15分）分析图（4）所示电路：其中S3，S2，S1，S0作为控制信号，A ，B 作为数据输入。
（1）写出输出Y 的逻辑表达式；（2）列表说明在S3，S2，S1，S0的对应状态分别为1011，1100，1110，1111的情况下Y 与A ，B 的关系。
二、设计题：1、请用3-8线译码器译码器和少量门器件实现逻辑函数AB...()()∑=7630,,，，，m A B C F （11分）2（5分）、试用8选1数据选择器74151实现下列逻辑函数：∑==)7,5,4,1,0(),,(C B A F L3（15分）、某工厂有A 、B 、C 三个车间，各需电力10KW ，由厂变电所的X ，Y 两台变压器供电。
其中X 变压器的功率为13KVA （千伏安），Y 变压器的功率为25KVA 。
为合理供电，需设计一个送电控制电路。
控制电路的输出接继电器线圈。
送电时线圈通电。
不送电时线圈不通电。
线圈动作电压12V ，线圈电阻300欧。
要求画出送电控制逻辑关系真值表，写出并化简逻辑关系表达式，用门电路画出送电控制逻辑图。
4、（12分）、某实验室用两个灯显示三台设备的故障情况，当一台设备有故障时黄灯亮；当两台设备同时有故障时红灯亮；当三台设备同时有故障时黄、红两灯都亮。
设计该逻辑电路。
5、（12分）、试用4选1数据选择器分别实现下列逻辑函数：（1）==),(1B A F L ∑m （0，1，3） （2）==),,(2C B A F L ∑m （0，1，5，7） （3）BC AB L +=3 （4）)(4C B A C B A L ++= 6、7、（10分）、三变量奇校验电路的功能为：当输入奇数个“1”时，输出为1，否则输出为0。
试列出其真值表，写出简化逻辑式，并用异或门实现之。
8、（14分）74LS138（3/8译码器）一般符号如下图，用74LS138实现一位全加器。
设：A i ---加数；B i ---被加数；C i-1---低位的进位； S i---本位和；C i ---进位。
9、（10分）、试用8选1数据选择器74151和门电路设计一个四位二进制码奇偶校验器。
要求当输入的四位二进制码中有奇数个1时，输出为1，否则为0。
10、试用与非门设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD 码B 3、B 2、B 1、B 0，仅当2＜B 3B 2B 1B 0＜7时，输出Y 才为1。
11、三变量奇校验电路的功能为：当输入奇数个“1”时，输出为1，否则输出为0。
试列出其真值表，写出简化逻辑式，并用异或门实现之。
（11分）12-1、某工厂有一台容量为35KW 的自备电源，为A 、B 、C 三台用电设备供电，设A 、B 、C 设备的额定功率分别为10KW 、20KW 、30KW ，它们投入运行是随机的组合。
试分别用下面两种方案设计一个电源过载报警电路。
( 15分) (1) 用最简于非门电路实现之。
(2) 用数据选择器 CT74LS151 实现之。
12-2、已知逻辑函数BC C A AB Y ++=，用真值表和卡诺图表示之，并用或非门 实现之。
（10分）13、试用8选1数据选择器实现 函数Y = A ⊕B ⊕C 。
（12分）D 1 D 2 D 4 D 5 D 0 D 6 D 7D 3 A 0A 1 A 2 CT74LS151ST14-1、试采用两种方案设计一个三位多数表决电路 ( 无弃权 ) 。
(1) 用最少与非门；(2) 用数据选择器。
( 14 分)14-2、已知 CT74LS00 的引脚图如下，试在图中作适当连接，以实现函数B C A Y +=。
(10 分)15、（15分）某仓库的一把电子锁，三把钥匙分别由主任、出纳和保管员保存。
开锁时，主任必须到场。
出纳、保管员至少有一个人到场。
试画出开锁的逻辑电路图，并要求用与非门实现。
设出纳、保管员为A 、B ，主任为C ；到场为1，不到场为0；开锁为1，不开锁为0。
16、设计一个四舍五入的判别电路，其输入为8421BCD 码。
要求当输入大于或等于5时，输出为1，反之为0 。
试用与门、或门实现。
（15分）17、同15题18、设计一个A 、B 、C 三人表决电路，以表决某一提案Y 是否通过，如多数赞成，则提案通过，同时 A 有否决权。
① 根据题设，设计一个组合逻辑电路，要求列出真值表，写出函数Y 的标准与-或式并化简； ② 请用最少的反相器和与非门实现该逻辑电路，画出逻辑图。
（15分）。
