組合邏輯的分析與設(shè)計(jì)

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1、第四章組合邏輯的分析與設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)學(xué)院陳媛媛chenyuanyuan@scu.edu.cn1Content組合邏輯設(shè)計(jì)方法1數(shù)字集成電路介紹2譯碼器與編碼器3數(shù)字多路器4加法器與減法器5二進(jìn)制比較器與ALU6數(shù)字邏輯電路按照功能可分為組合邏輯電路簡稱組合電路，它由最基本的的邏輯門電路組合而成。時(shí)序邏輯電路簡稱時(shí)序電路，它是由最基本的邏輯門電路加上反饋邏輯回路（輸出到輸入）或器件組合而成的電路。組合電路n-inputsm-outputs(僅根據(jù)當(dāng)前輸入值決定)組合電路n-inputsm-outputs存儲單元下一狀態(tài)當(dāng)前

2、狀態(tài)3組合邏輯電路特點(diǎn)是：輸出值只與當(dāng)時(shí)的輸入值有關(guān)，即輸出唯一地由當(dāng)時(shí)的輸入值決定。電路沒有記憶功能，輸出狀態(tài)隨著輸入狀態(tài)的變化而變化，類似于電阻性電路，如加法器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器等都屬于此類。時(shí)序邏輯電路特點(diǎn)：與組合電路最本質(zhì)的區(qū)別在于時(shí)序電路具有記憶功能。時(shí)序電路的特點(diǎn)是：輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入值，而且還與電路過去的狀態(tài)有關(guān)。它類似于含儲能元件的電感或電容的電路，如觸發(fā)器、鎖存器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、儲存器等電路都是時(shí)序電路的典型器件。4組合電路構(gòu)成組合電路....x1x2xnymy2y1y3Y1=

3、f1(x1,x2,…,xn)Y2=f2(x1,x2,…,xn)Ym=fm(x1,x2,…,xn)...對一個(gè)具有n輸入的組合邏輯電路，則可能有2n種對輸入變量的組合，對每一種變量組合，有可能會產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。5邏輯表達(dá)式表達(dá)式化簡構(gòu)造真值表邏輯功能分析組合邏輯的分析start邏輯圖start邏輯問題畫出邏輯圖表達(dá)式并化簡構(gòu)造真值表分析輸入輸出組合邏輯的設(shè)計(jì)6P1=(ABC)’P2=A·P1=A·(ABC)’P3=B·P1=B·(ABC)’P4=C·P1=C·(ABC)’Step1:例1：分析如下邏輯電路的邏輯功能

4、F=(P2+P3+P4)’=(A·(ABC)’+B·(ABC)’+C·(ABC)’)’=((ABC)’(A+B+C))’=ABC+A’B’C’Step2:7Step3:列出真值表Step4:分析邏輯功能：當(dāng)三個(gè)變量相同時(shí)輸出1。8例2：設(shè)計(jì)一組合電路，采用2421BCD編碼來驅(qū)動TIL-312七段顯示塊。2421BCD編碼9ABCDEFGABCDEFG10輸入變量對應(yīng)的最小項(xiàng)數(shù)字多輸出函數(shù)顯示2421BCD碼11A=∑(1,10)B=∑(11,12)C=∑(8)D=∑(1,10,13)E=∑(1,9,10,11,13

5、,15)F=∑(1,8,9,13)G=∑(0,1,13)A=[(w’z)’(x’yz’)’]’B=[(xy’z’)’(x’yz)’]’C=(wx’y’z’)’D=[(xy’z)’(x’yz’)’(w’z)’]’E=[(x’y)’(z)’]’F=[(wx’y’)’(y’z)’]’G=[(w)(xy’z)’]’A=w’z+x’yz’B=xy’z’+x’yzC=wx’y’z’D=xy’z+x’yz’+w’zE=x’y+zF=wx’y’+y’zG=w’+xy’z1213Content組合邏輯設(shè)計(jì)方法1數(shù)字集成電路介紹2譯碼器

6、與編碼器3數(shù)字多路器4加法器與減法器5二進(jìn)制比較器與ALU6數(shù)字集成電路介紹數(shù)字集成電路系列(ICcategory)TTL低功耗Lowpower(L)高速Highspeed(H)低功耗肖特基LowpowerSchottky(LS)肖特基Schottky(S)先進(jìn)低功耗肖特基AdvancedLowpowerSchottky(ALS)先進(jìn)肖特基AdvancedSchottky(AS)ECLCMOS15SN74LS00生產(chǎn)者CT:中國TTLSN：德州儀器HD：日立54---軍用溫度范圍（-55℃～125℃）74---商用溫

7、度范圍（0℃～70℃）Lowpower(L)Highspeed(H)LowpowerSchottky(LS)Schottky(S)AdvancedLowpowerSchottky(ALS)AdvancedSchottky(AS)集成電路命名規(guī)則（TTL）1617SN74LS0018SN5410,SN54LS10,SN54S10SN7410,SN74LS10,SN74S1019SN5427,SN54LS27SN7427,SN74LS2720SN5404,SN54LS04,SN54S04SN7404,SN74LS04,S

8、N74S042122Content組合邏輯設(shè)計(jì)方法1數(shù)字集成電路介紹2譯碼器與編碼器3數(shù)字多路器4加法器與減法器5二進(jìn)制比較器與ALU6譯碼器將N個(gè)輸入轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的M個(gè)輸出的過程M≤2N類型全部譯碼和部分譯碼；二進(jìn)制譯碼、代碼譯碼器、數(shù)字顯示譯碼器。Eg:N-2n譯碼器，eg:3線-8線譯碼器N-M譯碼器，M<2n,eg:4線-10線譯碼器24