组合逻辑电路概述

• 数字电路：
• “组合逻辑电路（CLC）”以门电路为基本单元
• “时序逻辑电路（SLC）”以触发器为基本单元

组合逻辑电路特点

• 功能上：任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关（入变，出即变）
• 电路结构上：只有逻辑门构成，不包含记忆元件（存储），输出与输入间无反馈

逻辑功能的描述

• 多输入、多输出的组合的逻辑电路
  
• 逻辑功能的描述方式
  逻辑函数表达式（逻辑式）
  逻辑电路图
  真值表
  波形图
  卡诺图
  语言描述（编写程序）

组合逻辑电路的分析与设计（重点）

• 分析及设计的基本概念（分析与设计是互逆过程）

一般分析方法

Key：真值表

一般设计步骤

逻辑函数形式的变换

选定器件使用限制问题

• 技巧：与或——与非（德·摩根定理在逻辑图上的体现）
  A + B =（ A’ B’ ) ’
  

• 与或——与非与非（两次求反，第一级用摩根定理拆开，第二级保持不变）
  

• 与或——与或非（两边同时求反，右侧展开后，将左侧反号移到右侧）
  

• 与或——或非（先化为与或非，再用反演定理求Y'，并用摩根定理展开，再将左侧反号移到右侧）
  

常用的组合逻辑电路模块

中规模集成器件

编码器

基本概念

• 功能：根据每一个输入的高、低电平，来输出其对应的二进制编码·
• 输入&输出
• 重要的不再是中规模集成器件的内部结构，而是输入输出的功能实现！！！
  

74HC148优先编码器

8线-3线编码器

• 特点：允许多个信号同时输入，编码时存在优先顺序
• 带小圆圈（反向），表示低电平有效。（如：A‘=0有效）
• 注意：如果给定的其他芯片的选通输入端不带小圆圈，用原变量表示，则高电平输入有效，即输入1选通芯片
• 用反向器是为了使反变量为低电平时有效（同时保证原变量为高电平时有效）
  因为低电平更稳定，抗干扰能力强，所以输入用低电平

8/3拓展16/4优先编码器

译码器

基本概念

• 编码器的逆过程
• 功能：将输入二进制代码，译成对应的输出高低电平信号或者另一个代码
• 种类：二进制译码器；二-十进制译码器；显示译码器

二进制译码器

输入n位二进制代码，输出为2^n个高低电平信号

74HC138译码器

3线-8线译码器

3/8拓展4/16译码器

组合逻辑电路分析

组合逻辑电路设计

一般逻辑电路设计

• 例题1：一个人的输入有2种状态（用一位二进制数表示即可 0/1），共1*3=3个输入变量，一输出（2种状态）
• 变式1 ：一个人的输入有3种状态（用两位二进制数表示11/01/00，10为无关项），共2*3=6个输入变量，一输出（2种状态）
  
• 变式2：一个人的输入有2种状态（用一位二进制数表示即可 0/1），共1*4=4个输入变量，两个输出（3种状态，11/01/00，10为不可能出现的状态）
  

74HC138译码器 设计组合逻辑电路 （ *考点 ）

3线-8线译码器

数据选择器

中规模集成电路小结

组合逻辑电路中的竞争-冒险现象

基本概念、现象、成因

• 竞争：门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变（一个从1变为0，一个从0变为1）的现象
• 有竞争不一定产生尖峰脉冲
• 竞争冒险：由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象
  

检查竞争-冒险现象的一般方法

1. 通过逻辑函数式判断
   输出端的逻辑函数在一定条件下能化简称 Y = A · A’ 或 Y= A + A’ 的形式，可判定存在竞争冒险，适用于任何瞬间只可能有一个输入变量改变状态的情况
2. 用计算机辅助分析
   运行数字电路的模拟程序（EDA软件进行时序仿真）
3. 用实验检查

消除竞争-冒险现象

最后

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