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组合逻辑电路的分析与设计方法 ppt课件

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组合逻辑电路的分析和设计PPT课件

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(3) 列函数表达式
F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
第35页/共228页
F2 m(1,2) d(3,5,6,7) F1 m(1,4) d(3,5,6,7)
(4) 逻辑函数的化简
a. 化简F2
BC
A 00 01 11 10
0
1 1
种不同的编码器，如二进制编码器、优先编码器和 8421BCD编码器等。 1. 二进制编码器
用n位二进制代码对N=2n个一般信号进行编码 的电路，叫做二进制编码器。 二进制编码器也称之为2n –n线二进制编码器。
第42页/共228页
(1) 二进制编码器的主要特点
任何时刻只允许输入一个有效信号，不允许同时出现 两个或两个以上的有效信号，因而其输入是一组有约束(互 相排斥)的变量。
第22页/共228页
⑵ 写出逻辑函数表达式
由真值表写出逻辑函数表达式。
⑶ 对逻辑函数式进行化简和变换 根据选用的逻辑门的类型，将函数式化简或变换
为最简式。选用的逻辑门不同，化简的形式也不同。 ⑷ 画出逻辑电路图
根据化简后的逻辑函数式，画出门级逻辑电路图。 在实际数字电路设计中，还须选择器件型号。
第23页/共228页
& B
& B
L CA CB
L CA CB
若用集成门实现与或式，至少需要两种类型的门电路。
若用集成门实现与非式，则仅需要一种类型的门电路。
第29页/共228页
[例7] 试用与或非门设计一个操作码形成器，如图所 示。当按下*、+、-各个操作键时，要求分别产生乘 法、加法和减法的操作码01、10和11。
2. 组合逻辑电路的主要特点 a. 电路中就不包含记忆性元器件; b. 而且输出与输入之间没有反馈连线; c. 门电路是组合电路的基本单元。 d. 输出与电路原来状态无关。
【全文】组合逻辑电路ppt

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列出真值表
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
ABCD WXYZ ABCD WXYZ
0000 0001 0010 0011 0100
0011 0100 0101 0110 0111
0101 0110 0111 1000 1001
4、功能评述
1. 写出输出函数表达式
根据逻辑电路图写输出函数表达式时，一般从输入端开始 往输出端逐级推导，直至得到所有与输入变量相关的输出函数 表达式为止。
即：
输入
输出
2、 化简输出函数表达式 目得:① 简单、清晰地反映输入与输出之间得逻辑关系; ② 简化电路结构,获得最佳经济技术指标。
3、 列出输出函数真值表 真值表详尽地给出了输入、输出取值关系,能直观地
半加器已被加工成小规模集成电路, 其逻辑符号如右图所示。
思考:可用 何种芯片实现？
例3 分析下图所示组合逻辑电路,已知输入为8421码, 说明该电路功能。
解 写出该电路输出函数表达式
W A BD BC A BD BC X BC BD BCD BC BD BCD Y CD CD CD CD ZD
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
设:被加数、加数及来自低位得“进位”分别用变量Ai、Bi 及Ci-1表示,相加产生得“与”及“进位”用Si与Ci表示。
根据二进制加法运算法则可列出全加器得真值表如下表
所示。
Ai Bi Ci-1
1000 1001 1010 1011 1100
功能: 8421码转换成余3码！
4、3 组合逻辑电路设计
第三章组合逻辑电路ppt课件

第三章组合逻辑电路ppt课件

图3.3.1 3位二进制普通编码器框图 《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路 表3-3-1 3位二进制普通编码器真值表
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
由于普通编码器在任何时刻 I0 ~ I7 当中仅有一个 取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它
的（ 28 8 ）种状态均为约束项。因此，由真值表
A
&
1
F2
C
B
&
C
图3.2.1 【例1】逻辑电路图
《数字电子技术》
3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
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。
一、设计步骤 （1）进行逻辑抽象
【例1】试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器，
将－的优11先11权’最1低6个。146位个二低进A电0A制平1~5代输A码1入5 ，信其号中
编为‘0000
的A优0 先权最高，
接成的电路图如图3.3.4所示：
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
图3.3.4 用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器逻辑图
I7
)
S
Y0 (I1I2 I4 I6 I3 I4 I6 I5 I6 I7 ) S
（由功能表第一行体现）。
《数字电子技术》
3.3 若干常用中规模组合逻辑电路
（2）YS 为选通输出端，其表达式为：
YS I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S
此式表明：只有当所有的编码输入端均为高 电平（即没有编码输入），且S=1（ S 0 ）
电路与电子技术第10章-组合逻辑电路课件.ppt

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33
第10章 门电路与组合逻辑电路
（1） 逻辑表达式 用与、或、非等运算和括号来描述逻辑函数的表达式
如： Y A(B C) D
输出变量： Y
输入变量： A、B、C
反变量: 字母上有非号， 如： D
原变量: 字母上没有非号， 如： A、B、C
34
第10章 门电路与组合逻辑电路
（2） 逻辑状态表
0•A=0 A•0=0 1•A=A
A•1 =A A•A=A
A• A 0
0+A=A
A+0=A
1+A=1
1=0
非 0=1
运 算
0=0
1=1
A A
A+1 =1 A+A =A
A A1 29
第10章 门电路与组合逻辑电路
3. 逻辑代数运算定律 交换律： A + B = B + A
A•B =B•A
结合律： ABC = (AB) C =A (BC)
T5
A、B 有一个为 0 或都为 0 时：
T1 发射结导通， T1 集电结和 T2 、T5 均截止 复合管 T3 、T4 导通，Y 为 1
21
第10章 门电路与组合逻辑电路
常用 TTL 集成与非门 74LS00
74LS00 有 4 个两输入与非门，完全相同
Y AB
A、B 为输入端 Y 为输出端 4 个与非门电源公共 第 14 脚接 + 5V 直流电源 第 7 脚接电源的地
(2) 配项法
应用 B B( A A)
[例] Y AB AC BC AB AC BC( A A) AB AC ABC ABC
AB(1 C ) AC(1 B) AB AC
数字电子技术基础组合逻辑电路ppt课件

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通常数据分配器有一根输入线，n根地址控制线，2n根数据输出线，因此根据输出线的个数也称为2n路数据分配器
用74LS138译码器实现的数据分配器
译码器的三个输入端A2 、A1 、A0作为选择通道用的地址信号输入，八个输出端作为数据输出通道，三个控制端接法如下：
74HC4511引脚图
74HC4511是常用的CMOS七段显示译码器， A3、A2、 A1、A0为输入端，输入8421BCD码，a～g为七段输出，输出高电平有效，可用来驱动共阴极LED数码管。
为测试输入端，低电平有效，当
时a～g输出全为1，用于检查译码器和LED
数码管是否能正常工作。
数据时，可强制将不需要显示的位消去。如四位数码管，某时刻只需显示最低的两位数据，则可以让最高两位数据的
例2
用74LS138实现逻辑函数
。
解：
将函数表达式写成最小项之和
将输入变量A、B、C分别接入输入端，注意高位和低位的接法，使能端接有效电平，由于74LS138输出为反码输出，需要再将F变换一下：
逻辑电路图
注意：使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这 个功能要求的逻辑电路。
实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。
要求：
（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋 写出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。
（3）选用合适的器件画出逻辑图。
2．二-十进制译码器
常用的有8421BCD码集成译码器74HC42，
第3单元组合逻辑电路的分析与设计PPT课件

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本单元学习指导
➢ 各种组合逻辑电路在功能上千差万别，但其分 析方法和设计方法都是共同的。掌握了一般的分析方 法，可得知任何给定电路逻辑功能；掌握基本的设计 方法，就可据已知的实际要求设计获得相应的逻辑电 路。
21
实验三 组合逻辑电路设计之 密码锁、8线-3线编码器
一．实验目的
➢1．掌握组合逻辑电路的设计方法。 ➢2．用实验验证设计电路的逻辑功能。 ➢3．掌握编码的概述，为后继内容做准备。
设三人的意见为变量A、B、C，表决结果 为函数L。对变量及函数进行如下状态赋值： 对于变量A、B、C，设同意为逻辑“1”； 不同意为逻辑“0”。对于函数L，设事情
通过为逻辑“1”；没通过为逻辑“0”。
真值表
14
（2）由真值表写出逻辑表达式：
LA B CAB CAC BABC
（3）化简.
LABC ABCAC BABC A(B CC)BC (AA)A(CBB) AB BC AC
15
（4）画出逻辑图 .
如果要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与 非表达式： LA B B C A C ABC AC
画出逻辑图如图所示。
16
（2）列逻辑真值表。由于每一时刻只有一个 输入端，所以输入组合只有8组，而不用列28 次输出组合。
17
2．组合逻辑电路设计举例
例3.16 ： 设计一个8输入3输出的二进制编码电 路，即8-3线编码器。要求，每一时刻只有一 个输入键接通高电平，即为“1”，当不同的输 入键为“1”时，会有一个对应二进制码输出。
（4）简述其逻辑功能。
A、B表示两个1位 二进制的加数，S 是它们相加的本位 和，C是向高位的 进位。这种电路可 用于实现两个1位 二进制数的相加， 它是运算器中的基 本单元电路，称为 半加器。
35-组合逻辑电路的分析与设计PPT模板

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电工电子技术
组合逻辑电路的分析与设计
1.1 组合逻辑电路的分析方法
1．组合逻辑电路的特点
组合逻辑电路是数字电路中最简单的一类逻辑电路。其特 点是：任何时刻的输出只与该时刻的输入状态有关，而与先 前的输入状态无关，也就是说组合逻辑电路不具备记忆功能， 结构上无反馈。
2．组合逻辑电路的分析方法
所谓组合逻辑电路的分析，是对给定组合逻辑电路进行 逻辑分析，求出其相应的输入、输出逻辑关系表达式，确定 其逻辑功能。
（5）画出逻辑图，如右图所示。
电工电子技术
由真值表可知，当A、B、C三个变量不一致时，输出为 1，所以这个电路称为“不一致电路”。
1.2 组合逻辑电路的分析方法
组合逻辑电路的设计是组合逻辑电路分析的逆过程， 即已知逻辑功能要求，设计出具体的实现该功能的组合逻辑 电路。其设计步骤如下。
（1）分析逻辑问题，明确输入量与输出量； （2）根据逻辑要求列出相应的真值表；
（3）根据真值表写出逻辑函数的最小项表达式； （4）化简逻辑函数，并根据可能提供的逻辑电路类型写 出所需的表达式形式； （5）画出与表达式相应的逻辑图。
组合逻辑电路的设计一般应以电路简单、所用器件最 少为目标，并尽量减少所用集成器件的种类。
【例14-2】设计一个三人表决电路，表决结果按“少数 服从多数”的原则决定。
【解】（1）分析具体问题，确定输入量与输出量。设三 人的意见为变量A、B、C，表决结果为函数Y，并设同意为逻 辑1，不同意为逻辑0，事情通过为逻辑1，没通过为逻辑0。
（2）根据逻辑要求列出真值表。
（3）由真值表写出逻辑表达பைடு நூலகம்。
Y ABC ABC ABC ABC
（4）化简逻辑函数。画该逻辑函数的卡诺图，并合并最 小项，如左图所示，得最简与或表达式：Y=AB+BC+AC。
第四章组合逻辑电路的分析与设计PPT课件

第四章组合逻辑电路的分析与设计PPT课件


≥1
Ci
Ai Bi
∑
Si
Ci-1
CI
CO
Ci
=1
Si
14
二、多位数加法器
4位串行进位加法器
C3 S3
S2
S1
S0
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
Ci Si ∑
Ai Bi Ci-1
A3 B3 C2
A2 B2 C1
A1 B1 C0
A0 B0 C-1
2n≥N
16
二．优先编码器——允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。 集成优先编码器举例——74148（8线-3线）
注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能 输出端(高电平有效) ，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。
17
EO
GS
A0
A1
A2
≥1
≥1
≥1
≥1
&
&
&
C i A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1 A iB iC i 1
A iB i(A i B i)C i- 1
13
S i Ai Bi Ci1
C i A iB i(A i B i)C i -1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图：
Ai Bi
Ci -1
&
=1
串行进位加法器，电路简单，但运算速度慢。 为此产生了超前进位加法器，详见P109。
15
4.3.2 编码器
一.编码器的基本概念及工作原理 编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二 进制数编码。 N和n之间满足下列关系:
组合逻辑电路的分析和设计.ppt

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输入
CB 00 00 01 01 10 10 11 11 00 00 01 01 10 10 11 11
输出
AY 00 10 01 11 00 11 00 11 00 10 00 11 00 11 00 10
④结论：
分类出4位二 进制数中的素 数2、3、5、7、 11、13。
例：试分析如下电路图的逻辑功能。
1 Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系
1 为与非运算的关系。
1
用与非门实现
1
Y A B AB
1
0
A
&
Y
B
0
C
二、门级组合逻辑电路的设计方法 所谓组合逻辑电路设计，就是根据给出的实际逻辑问
题，求出实现这一逻辑功能的最佳逻辑电路。
设计是分析的逆过程
组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行：
① 逻辑抽象。将文字描述的逻辑命题转换成真值表叫逻辑抽象。 首先要分析逻辑命题，确定输入、输出变量；然后用二值逻辑的0、 1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即确定0、1 的具 体含义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。
③卡诺图化简
Y1 BC A 00 01 11 10
0
11
Y2 BC A 00 01 11 10
0
11
11
1
1
1 11
与或式： Y1 AB BC ABC 与非－与非式： Y1 AB BC ABC
Y2 C AB Y2 C AB
④逻辑电路图
A
1
B
1
C
1
&
&
≥1
Y1
A
1
&
B
1
《组合逻辑电路设计》课件

《组合逻辑电路设计》课件

《组合逻辑电路设计》ppt 课件
目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ，其输出仅与当前的输入 有关，而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量，以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值，列出组 合逻辑电路的真值表，以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表，化简输出函数的逻辑表 达式，以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能，并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路：该电路有两个输入 变量A和B，一个输出变量Y，满足条件A和 B不同时为1时Y为0，其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
THANKS
感谢观看
特点
无记忆功能，仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元，如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出，输入用于接收 外部信号，输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路，将输入与输出连接起来，实现信号 的传递和处理。
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数字电子电路
课题 组合逻辑电路的分析与设计
教学科研处：张瑜
1
组合逻辑电路的分析与设计 ◆课 题 纲 要
➢组合逻辑电路的特点 ➢组合逻辑电路的分析 ➢组合逻辑电路的设计
2
预备知识的复习
➢ 描述逻辑电路逻辑功能的主要方法：
逻辑表达式
真值表
卡诺图
逻辑图
➢各种表示法之间的相互转换？
逻辑图
逻辑表达式
真值表
，使之在上楼前，用楼
下开关打开电灯，上楼
c)列出真值表。
后，用楼上开关关灭电
2．根据真值表，写出输出逻辑函数表达式灯楼；上或开者关在打下开楼电前灯，，用下
或画其卡诺图 3．对输出逻辑函数进行化简与变换
楼后，用楼下开关关灭 电灯
化为最简与或式、然后变换为适当的形式。 4．根据最简输出逻辑函数式，画逻辑图
&
&L
&
思考作业题：
设计一个举重裁判表决器。设举重有三个裁判 ，一个主裁判和两个副裁判。杠铃的完全举起 由每一裁判按一下自己前面的按钮来确定。只 有当两个裁判（其中必须有主裁判）判明成功 ，表示成功的灯才亮。
19
小结
理解组合电路的特点 掌握组合电路的分析方法 掌握组合电路的设计方法 在许多情况下，如果用中、大规模集成电路来实现 组合函数，可以取得事半功倍的效果。
记忆功能的元件或电路，无反馈通路。
每一个输出变量是全部或部分
输入变量的函数：
L1=f1（A1、A2、…、Ai） L2=f2（A1、A2、…、Ai）
……
Lj=fj（A1、A2、…、Ai）
4
二、组合逻辑电路的分析
A
&
B
&
C
&
Y &
分析目的：逻辑电路 逻辑功能。
5
分析举例：
例1：分析下图的逻辑功能：
A
已知逻辑 电路图
逻辑表达式
最简表达式
列真值表
说明功能
练习：试分析下图的逻辑功能
8
练习过程
试分析下图的逻辑功能
Z2
解：①求逻辑表达式
Z1 AB
Z1 Z3
Z2 AAB Z3 BAB
SZ2Z3Z2Z3
AABBAB(AB)AB ②列真值表：
(AB)(AB)ABAB
AB
A B CS
0 0 00
CZ1 AB
逻辑图
出从
B
逐输
1 级入
写到
出输
C
逻辑表 达式
2
化 简
最简与或 表达式
Y1 AB
Y2 BC
Y3 CA
Y1
&
Y2
&
Y3
&
Y
Y &
1
YY1Y2Y3ABBCAC
2
分析举例：
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
YA B B C CA
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
用功能模块（MSI）设计的原则： （1）功能模块个数少，品种也少。
（2）功能模块之间连线少。
10
三、组合逻辑电路的设计方法
设计的一般步骤（与分析相反）：
1．逻辑抽象
实例：设计一个楼上、
a)分析因果关系:确定输入、输出变量。 楼下开关的控制逻辑电
路来控制楼梯上的路灯
b)定义逻辑状态:确定0，1的意义。
Y
0
0
0
4
1
0 1
1
1
当输入A、B、 C中有2个或3 个为1时，输 出Y为1，否 则输出Y为0。 所以这个电路 实际上是一种 3人表决用的 组合电路： ３人表决电路
7
小结
分析组合逻辑电路的一般方法：
1．由前到后逐级写出各逻辑门输出端的逻辑表达式。 2．化简逻辑表达式为最简与或表达式。 3．列真表。 4．由真值表，分析逻辑功能。
真值表
逻辑表达式
逻辑图
组合逻辑电路的分析与设计本质就是各种表示法之间的相互转换
3
一、组合逻辑电路的特点
功能特点：电路任一时刻的输出状态只决定于该时 刻
各输入状态的组合，而与电路的原状态无关（即无记忆功 能）。
例:表决控制电路、楼梯灯控制电路、加法电路、数值比较电路、编\译
码器、多路选择器等等。
结构特点：组合电路就是由门电路组合而成，电路中无
1
解：设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。
并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1， 灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表
0
真值表
1
1
0
2
2
逻辑表达式
3
化简或变换 后的表达式
4
逻辑电路图
YABAB
用与非 门实现
3
YABAB
4
思考：用4个与 非门能否实现 该电路？
A
Y
B
13
能: 分析如下：
(变换表达式)
A
&
&
&Y
&
B
注意:设计结果的不唯一性，及工程设计与
理论分析的差异
14
15
电子表决器
告别举手表决：人大代表在人民大会堂进行电子表决
设计练习
试设计一个三人表决逻辑电路，要求: 三人A、B、C各 控制一个按键，按下为“1”，不按为“0”。多数 （2）按下为通过。通过时L＝1，不通过L＝0。用与 非门实现。
+5V
A
B
要设计
的逻辑
L
C
电路
设计过程
解：
2、用卡诺图化简写出最简式
1、列真值表
1
ABC L
00 0 0 00 1 0
111
AC BC
A B
0 1 0 0 L= AC + BC + AB = AB • AC • BC
0 1 1 1 3、画逻辑图
A
&
10 0 0
B
10 1 1
C
11 0 1 11 1 1
0 1 01
③逻辑功能：半加器
1 0 01
9
1 1 10
三、组合逻辑电路的设计方法来自设计目的根据给定的逻辑功能要求，设计出用尽可
能少的逻辑门来实现该逻辑功能的电路。
设计组合逻辑电路的原则
用门电路（SSI）设计的原则：
（1）所用门的个数尽量少，而且各门的输入端数目 也尽量少。
（2）尽量减少所用集成器件（门）的种类
20
作业：
①教材：P96----题4 ②思考练习题：设计一个举重裁判表决器。设举重有三个裁 判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃的完全举起由每一裁判 按一下自己前面的按钮来确定。只有当两个裁判（其中必须 有主裁判）判明成功，表示成功的灯才亮。试设计该电路。
21
谢 谢!
22
实际逻 辑问题
真值表
逻辑表达式
最简或合 理表达式
逻辑图
11
设计举例
电路功 能描述
1 逻 辑 抽 象
实例：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来
控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打 开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下 楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关 关灭电灯。（要求用与非门实现电路）