组合电路的分析方法和设计方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,组合电路的分析方法和设计方法,3. 1. 1,组合电路的基本分析方法,一、,分析步骤,逻辑图,逻辑表达式,化简,真值表,说明功能,分析目的：,(1),确定输入变量不同取值时功能是否满足要求；,(3),得到输出函数的标准与或表达式，以便用,MSI,、,LSI,实现；,(4),得到其功能的逻辑描述，以便用于包括该电路的系,统分析。,(2),变换电路的结构形式,(,如：,与或 与非,-,与非,),；,二、,分析举例,例,分析图中所示电路的逻辑功能,表达式,真值表,A B C,Y,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,A B C,Y,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,1,1,0,0,0,0,0,0,功能,判断输入信号极性是否相同的电路,符合电路,A,B,C,&,&,1,解,解：（,1,）由电路图得逻辑表达式,例,试分析右图所示逻辑电路的功能。,&,&,&,&,A,B,C,F,因此该电路为,少数服从多数,电路，称表决电路。,（,2,）由逻辑表达式得真值表,（,3,）功能分析：,多数输入变量为,1,，输出,F,为,1,；,多数输入变量为,0,，输出,F,为,0,。,A B C F,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,真值表,例,3.1.1,分析图中所示电路的逻辑功能，输入信号,A,、,B,、,C,、,D,是一组二进制代码。,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,A,B,C,D,Y,解,1.,逐级写输出函数的逻辑表达式,W,X,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,A,B,C,D,Y,W,X,2.,化简,3.,列真值表,A B C D,A B C D,Y,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 1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,4.,功能说明：,当输入四位代码中,1,的个数为奇数时输出为,1,，为偶数时输出为,0 ,检奇电路,。,3.1.2,组合电路的基本设计方法,一、,设计步骤,逻辑抽象,列真值表,写表达式,化简或变换,画逻辑图,逻辑抽象：,1.,根据,因果关系,确定输入、输出变量,2.,状态赋值,用,0,和,1,表示信号的不同状态,3.,根据功能要求列出,真值表,根据所用元器件,(,分立元件,或,集成芯片,),的情况将函数式进行化简或变换。,化简或变换：,（,1,）设定变量：,二、,设计举例,例,3. 1. 2,设计一个表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。,解,输入,A,、,B,、,C,，,输出,Y,（,2,）状态赋值：,A,、,B,、,C,= 0,表示,输入信号为低电平,Y,= 0,表示,输入信号中多数为低电平,1.,逻辑抽象,A,、,B,、,C,= 1,表示,输入信号为高电平,Y,= 1,表示,输入信号中多数为高电平,2.,列真值表,A,B,C,Y,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,0,0,0,1,0,1,1,1,3.,写输出表达式并化简,最简与或式,最简与非,-,与非式,4.,画逻辑图,用与门和或门实现,A,B,Y,C,&,&,1,&,用与非门实现,&,例,设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。,解,1.,逻辑抽象,输入变量：,1 -,亮,0 -,灭,输出变量：,R,（,红,）,Y,（,黄,）,G,（,绿,）,Z,（,有无故障,）,1 -,有,0 -,无,列真值表,R Y G,Z,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,1,0,0,1,0,1,1,1,2.,卡诺图化简,R,YG,0,1,00,01,11,10,1,1,1,1,1,3.,画逻辑图,&,1,&,&,&,1,1,1,R,G,Y,Z,人类有四种基本血型,A,、,B,、,AB,、,O,型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则：,O,型血可以输给任意血型的人，但,O,型血只能接受,O,型血；,AB,型血只能输给,AB,型，但,AB,型能接受所有血型；,A,型血能输给,A,型和,AB,型，但只能接受,A,型或,O,型血；,B,型血能输给,B,型和,AB,型，但只能接受,B,型或,O,型血。试用,与非,门设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路。如果输血者与受血者的血型符合规定电路输出“,1”,（提示：电路只需要四个输入端。它们组成一组二进制代码，每组代码代表一对输血,受血的血型对）。,例,解：,用变量,A,、,B,、,C,、,D,表示输血者、受血者的血型对作为输入变量，用,F,表示血型是否符合作为输出变量。,可得真值表如表,3-6,所示。,血型与二进制数对应关系,O,00,A,01,B,10,AB,11,A,B,AB,O,A,(01),B,(10),AB,(11),O,(00),1,B,禁送,O,AB,AB,A B,C D,F,说明,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,1 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 1,1 0,1 1,1 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 1,1 0,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,0 0,0 1,1 0,1 1,真值表,O,AB,O,O,O,A,O,B,1,1,1,1,0,A,禁送,O,A,A,1,0,A,禁送,B,1,A,AB,1,0,B,AB,0,B,禁送,A,B,B,0,AB,禁送,O,0,AB,禁送,A,0,AB,禁送,B,1,血型与二进制数对应关系,O,00,A,01,B,10,AB,11,1,B,禁送,O,AB,AB,A B,C D,F,说明,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,1 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 1,1 0,1 1,1 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 1,1 0,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,0 0,0 1,1 0,1 1,真值表,O,AB,O,O,O,A,O,B,1,1,1,1,0,A,禁送,O,A,A,1,0,A,禁送,B,1,A,AB,1,0,B,AB,0,B,禁送,A,B,B,0,AB,禁送,O,0,AB,禁送,A,0,AB,禁送,B,1,由真值表画出卡诺图如图所示。由卡诺图得表达式如下：,说明,AB,CD,00,01,11,10,00,01,输血、受血卡诺图,1,1,1,1,0,1,1,0,11,10,0,0,0,0,1,1,0,1,D,A,B,C,F,&,&,&,&,&,&,&,例,用与非门实现逻辑函数,解,（,1,）,F,两次求反，可得,三、,逻辑函数的,“,与非,”,门实现,A,B,F,C,&,1,&,&,&,&,B,C,D,D,A,三次求反，可得,F,&,A,A,C,D,B,B,C,D,&,&,&,