第五章组合逻辑电路
内容提要
【熟悉】组合逻辑电路的特点(功能、结构)
【掌握】组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法
【熟悉】常见的五种组合逻辑电路
【掌握】中规模集成组合逻辑电路的应用(扩展与实现组合逻辑函数) 【了解】组合逻辑电路中的竞争和险象
一．一．网上导学
二．二．本章小结
三．三．典型例题
四．四．习题答案
网上导学
一. 一.组合逻辑电路的特点:p123
功能：输出仅取决于该时刻的输入而与电路原状态无关(无记忆功能)；
结构(无记忆元件,无反馈环路).
二. 二.组合逻辑电路的一般分析方法(组合逻辑电路图→求解逻
辑功能):
组合逻辑电路图→列出逻辑函数表达式(迭代法,由输入逐级向后推) →求标准表达式或简化的表达式(转换或化简) →列出相应的真
值表→判断电路功能。例5.2.1(异或门) P124
分析图5.3.3逻辑电路
1.1.迭代法求输出逻辑表达式,如图：
图中,C=B
A ,D=AB,用迭代法求出电路输出逻辑表达式
F=
2.列出真值表(表5.2.1, P125)
分析真值表可知该电路是一个异或门
例2. 试分析下面电路
1.由上图可知E=AB，D=AC，G=BC，迭代法得F=E+D+G=AB+AC+BC
2. 列出相应的真值表
由真值表可以看出,该逻辑电路是一个三人多数表决电路。三. 三.组合逻辑电路的一般设计方法：
根据设计要求(要实现的逻辑功能)→画出逻辑电路图.
设计要求→列出真值表(确定输入、输出变量及它们的逻辑关系) →化简写出简化的逻辑表达式(→或转换成逻辑器件所需的表达形式)→画出逻辑图。例5.3.1(多数表决器) P125。
举例：设计一个一位加法器(半加器)电路.
1.1.该电路有两个输入An、Bn和二个输出Sn和Cn,
2. 2. 由真值表写出逻辑表达式(化简或转换,本题无) Sn=Bn An Bn An Bn An ⊕=+,Cn=An*Bn
3. 3. 画出逻辑图
四.组合逻辑电路中的竞争和险象：P126~P129 竞争：因门电路的传输时延而造成多路信号由于经过不同路径产生的时差现象；险象：由竞争产生的错误输出；检查(产生条件：输入存在互补变化；消除：添加冗余项.
竞争(B=0) *消除方法：参考例5.4.3(P128)
四. 四. 常见的五种组合逻辑电路：p129-p141 着重于其功能和输出与输入的对应逻辑关系.
1. 1. 编码：将输入信号转换成对应的数码信号； 编码器：互斥输入，方块图、逻辑图P130 功能表见表5.5.1(P129)
优先编码，方块图、逻辑图 、功能表P131； 2. 2. 译码：将输入的码组翻译变换成对应的输出信号,是编码的逆过程；
译码器：二进制译码器, 方块图、逻辑图；
功能表见表5.5.3(P133)
数字显示译码器：
功能表见表5.5.5(P133)
七段显示十进制数字
十进制数字显示p133；十进制数码显示
3.多路选择器：又叫数据选择器,在地址输入端的控制下从多路数据输入中选择一个送到公共输出端.方块图,逻辑图,功能表P134； 由功能表可以写出其输出表达式： Y=301201101001)()()()(D A A D A A D A A D A A +++
4选1多路选择器两种电路
4.数值比较器：比较两个二进制数的大小。P135-137
一位二进制数比较器
二位二进制数值比较器
4.4.加法器：实现二进制数加法运算
全加器,逐位进位加法器,超前加法器。P137-141
半加器,
全加器逻辑图, (全加器真值表见表5.5.8 P138)
逐位进位加法器 (电路简单,连接方便,但运算速度慢) ,超前进位形成电路 (运算速度快,但电路复杂)
三位二进制超前进位加法器
五. 五.中规模集成组合逻辑电路及应用：应用着重于扩展(分级
扩展和级联扩展)和实现组合逻辑函数(重点多路选择器和译码器)。
1. 1. 中规模集成译码器74139：2线-4线译码器,功能表、逻辑图 P142
74154 ：4线-16线译码器,功能表、逻辑图, P142-143 分级扩展：图5.6.3,利用允许端用一片74139和四片74154扩展为6线-64线译码器, P145
级联扩展(补充)：用二片74139实现3线-8线译码器,参考典型例题； 2. 2. 中规模集成多路选择器74153：双4选1,功能表 P144； 分级扩展：图5.6.5,用五片74153扩展为双16选1, P147； 级联扩展(补充)：用74153实现8选1,参考典型例题；
实现组合逻辑函数：例5.6.1,用8选1和4选1实现三变量函数p145-147,
用8选1；用4选1〔注：本书利用对比真值表的方法欠简单明嘹,可用多路选择器的输出表达式和逻辑函数表达式对比的方法, 参考典型例题〕； 解：由表5.6.4得 F’=∑m(2,3,5,6)=C AB C B A BC A C B A +++,与多路选择器比较：
F=76543210ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD +++++++
F=3210ABD D B A BD A D B A +++,先确定地址输入变量,再确定数据输入变量,得
设计四人多数表决电路
3. 3. *中规模集成数值比较器；级联扩展：图5.6.9,串行、并行比较,p151
(a)串行比较 (b)并行比较
4.4. *中规模集成加法器；四位二进制加法器扩展为十六位
二进制加法器
5.5. *中规模集成优先编码器。8线-3线优先编码器74148
功能表
级联扩展：
本章小结
组合逻辑电路是最常见的逻辑电路，其特点是电路的输出仅与该时刻输入的逻辑值有关，而与电路曾输入过什么逻辑值无关。组合逻辑电路中没有反馈回路, 没有记忆功能。
组合逻辑电路的分析较简单，目的是由逻辑图求出对应的真值表。组合逻辑电路的设
计是分析的逆过程，目的是由给定的任务列出真值表，直至画出逻辑图。
竞争和险象是实际工作中经常遇到的重要问题，它们是由器件的延时造成的。组合逻辑电路的险象是过渡性的，不会影响稳定值的正确性。
本章着重讨论了几种常见的组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器、数值比较器和加法器。介绍了这些电路的功能、工作原理和应用。并给出了一些典型的、中规模集成的组合逻辑电路。通过上述电路的讨论，进一步学习组合逻辑电路的分析和设计方法。
重点、难点：
重点：组合逻辑电路的特点,一般分析方法及设计方法； 常见组合逻辑电路的功能及输入、输出对应关系；
中规模集成组合逻辑电路的扩展和实现组合逻辑函数(多路选择器)；
难点：组合逻辑电路的设计。
典型例题(注：2000.1~2019.7试题) 填空题：
1. 数值比较器是指能判别两个或多个二进制数_____或是否____的电路。(大小,相等)
6. 6. 数据选择器是指能按需要从__________中选择一个送到输出端的电路。 (几个数据输入源)
7. 7. 组合电路没有_____功能,它由_______组成。(记忆,门电路)
8. 8. 在组合逻辑电路中,______反馈电路构成的环路。(没有) 9. 9. 当_____编码器的几个输入端同时出现有效信号时,其输出端给出优先权较高的输入信号的代码。(优先) 10. 10. 一个全加器电路,若输入端为An,Bn 和Cn-1,则其加高位的进位端Cn 逻辑表达式为：__________________________________。(Cn=(Bn An Bn An )Cn-1+AnBn,或
Cn=BnC An n-1+C Bn An n-1+C AnBn n-1+AnBnCn-1) 选择题：
1. 1. 在以下各种电路中,属于组合电路的有_______。(A,D) A.编码器 B.触发器 C.寄存器 D.数据选择器
2. 2. 组合逻辑电路的设计是指____________。(A)
A. A. 已知逻辑要求,求解逻辑表达式并画逻辑图的过程
B. B. 已知逻辑要求,列真值表的过程
C. C. 已知逻辑图,求解逻辑功能的过程
3. 3. 在大多数情况下,对于译码器而言_________。(A) A. A. 其输入端数目少于输出端数目 B. B. 其输入端数目多于输出端数目
C. C. 其输入端数目与输出端数目几乎相同
4. 4. 组合逻辑电路中的竞争险象_________________________。(A)
A. A. 一般可通过增加逻辑函数中的冗余项耒消除
B. B. “非临界竞争”会造成错误逻辑输出结果
C. C. 静态险象会影响输出的稳态值 简答题：
1. 1. 简述组合电路的特点。
组合电路的输出仅取决于该时刻电路输入状态的组合,而与电路原来的状态无关。
2. 2. 简述对组合逻辑电路分析的一般步骤(说出“真值表”、“逻辑电路图” 、“电路用途” 、“逻辑表达式”等这几个概念的先后顺序及联系)。
根据“逻辑电路图”求得“逻辑表达式”,再由“逻辑表达式”列出“真值表”,最后根据“真值表”说出“电路用途”。
分析、设计及计算题：
1. 1. 分析下图电路,写出输出Y 的表达式,说明电路功能。
,,,,013012011010A SA Y A SA Y A A S Y A A S Y ====电路功能为2线一4线译
码器。
2. 2. 分析下图电路,写出输出Y 的表达式,说明电路功能。
,,,321B A Y AB B A B A B A Y B A Y =+=+==电路功能为一位数值比较器。
3. 3. 用3线一8线译码器T4138组成的一位全加器实验电路示意图如下图所示,接通电源后,电路并未正常工作,检查电路的错误,画出正确的连线图(文字说明也可)。
该实验电路示意图中,译码器的输入接逻辑开关,输出Si 和Ci 接发光二极管以及它们的逻辑关系,Vcc 和地接电源均是正确的, 电路的唯一错误是3线一8线译码器T4138的允许控制端321,,S S S 没有接电压, 译码器不能正常工作。正确连接是：1S 应接到高电平(“1”),32,S S 应接到低电平地(“0”)。
4. 4. 试用双四选一数据选择器CC14529实现八选一数据选择器功能(地址端信号A2A1A0,数据输入端信号D7~D0)。CC14529功能表达式见下式,外部引线排列见下图。 电路连接如下图：
5. 5. 对下图所示电路,写出逻辑函数G,E,S 的逻辑表达式。 AB B A B A B A E B A AB B S B A AB A G +=+=====,,。一位数值北较器
6. 6. 2线一4线译码器74139的功能表及器件管脚排列图如下
所示。
(1)(1)用两片74139级联,扩展成一个3线一8线译码器
(允许添加必要的门电路)；
(2)(2)当输入信号D2D1D0为(101)2=(5)10时,输出
Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0为何值？
电路连接如下图：
当输入信号D2D1D0为(101)2=(5)10时,输出
Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0为11011111。
7.7.试用下图所示的两片7485型四位比较器构成一个八位数
的串行比较器。器件(2)为高四位比较,画出有关的连线图。解：连线图如下图所示
习题、答案
习题
思考题
1．什么是组合逻辑电路？它们在逻辑行为和结构上有什么特点？2．如何对组合逻辑电路进行分析？
3．组合逻辑电路的设计步骤？
4．如何由任务的文字描述建立真值表？如何根据真值表写出逻辑表达式？
5．竞争和险象形成的原因？它们会有什么危害？
6．什么是互斥输入的编码器？其逻辑表达式是如何利用随意项得到最简的？
7．什么是优先编码器？其逻辑表达式是怎样求得最简的？
8什么是译码器？如何设计和应用？
9．什么是多路选择器？如何设计和应用？
10．如何用多路选择器实现逻辑函数？
11．什么是数值比较器？如何设计和应用？
12．什么是全加器？如何设计？
13．什么是逐位进位加法器？如何设计？
14．什么是超前进位加法器？其设计的依据什么？
填空题
1．组合逻辑电路的输出仅与＿＿＿＿有关。组合逻辑电路没有＿＿功能，在
其电路中没有＿＿回路。
2．组合逻辑电路设计过程中最重要的一步是＿＿＿＿，它是目前计算机辅助设计
工具无法实现的。
3．造成逻辑电路竞争险象的原因是＿＿＿＿；组合逻辑电路中的险象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的；单个输入变化时，组合逻辑电路不会产生＿＿类型的险象。
4．8个输入的编码器，按二进制编码，其输出的编码有＿＿位。 5．3个输入的译码器，最多可译码出＿＿路的输出。
6．4选1多路选择器输出的函数表达式是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
7．全加器有＿＿、＿＿和＿＿三个输入信号，以及＿＿和＿＿两个输出信号。
练习题(注：打*题为必做题)
1．求图P5．l电路中输出F1,F2和F3的逻辑表达式。(本题太繁,原为必做题,现取消)
图P5.1
2．组合电路有四个输入A,B,C,D和一个输出F。当下面三个条件中任一个成立时，
输出F都等于1。
(a)(a)所有输入等于1；
(b)(b)没有一个输入等于1
(c)(c)奇数个输入等于1。
请列出其真值表，写出最简的与-或表示式。
* 3．(5-8(3))输入为两个二位的二进制数A1，A0和B1，B0，输
出的二进制数等于输入两个数的乘积。
(a)求输出端的个数；
(b)写出每个输出的最简逻辑表达式。
* 4．利用二片3线一8线译码器和其它门的组合实现4线一16线译码器。
5．利用九片3线一8线译码器实现6线一64线译码器。
* 6．用两片八选一多路选择器和其它门组成十六选一的多路选择器。
7．用九片八选一多路选择器组成六十四选一多路选择器。
* 8．利用四选一多路选择器实现函数
9．利用四选一多路选择器和其它门的组合实现函数
10．试分析图5．6．10 74283型四位二进制加法器。
* 11．多路选择器的功能是在地址码控制下，从几个数源中选择一个，并将其送到一个公
共的输出端。分路器（Demultiplexer）的功能与多路选择器相反，它是将一个信号源，按地址码分送到不同的输出端（见图P5.11和表
P5.11），请仿照图5.5．8的思路画出图P．11对应的逻辑图。
表P5.11
(a) (b)
12．试结合图5．4．5（b）波形图说明图5．4．5（a）电路产生静态1险象的原因。
13．参考图5．6．8并利用图5．5．9和图5．5．10，画出较简单的两位二进制数比较器的详细逻辑图。
14．求出表5．5．4七段显示泽码器a－g各输出字段的逻辑表达式。
答案
思考题
1.逻辑电路的输出只与当时输入的逻辑值有关，而与输入的历史情况无关，这类逻辑电路叫做组合逻辑电路。组合逻辑电路在结构上没有记忆功能，在其电路中没有反馈构成的环路。
2. 分析组合逻辑电路的步骤如下：
（1）电路中每个门的输出标以不同的符号。
（2）先求每个门输出的逻辑表达式。
（3)迭代各逻辑表达式，并进行化简，直到求出电路输出的逻辑表达式，使其仅是电路输入变量的函数。
（4）填写真值表，分析电路逻辑功能。
3.组合逻辑电路的设计步骤如下：
(1)根据电路要求列出真值表；
(2)由真值表画出卡诺图；
(3)由卡诺图求出简化的逻辑表达式：
(4)根据最简的逻辑表达式画出逻辑图。
4.由任务的文字描述确定输入、输出变量及它们对应的逻辑状态,列出输入变量各种组态情况下对应输出变量的真值表。真值表的每一行对应一个最小项，可写出输出变量等于1的所有最小项之和即标准与或表达式(输入变量为0以反变量表示, 输入变量为1以原变量表示)。
5.当一个门的两个或两个以上的输入发生改变时，由于这些输入信号是经过不同路径产生的，不同路径的传输延时往往又是不同的，使得各输入信号状态改变的时刻有先有后，这种时差引起的现象称为竞争。由竞争产生的错误输出就称为组合逻辑电路的险象。竞争的结果可能导致险象发生并造成错误的后果, 影响系统的正常工作。
6. 互斥输入的编码器,其各个输入是互相排斥的，即在同一时刻只能有一个输人端的电位为有效电位。由于各输入是互斥的，所以允许输入组合的情况就大大减少，其它不应出现的输入组合所对应的输出可视为随意值，以使编码器的电路较简单。
7.优先编码器的各个输入之间不是互相排斥的，但各个输入端的优先权是不同的,当几个输入端同时出现有效信号时，输出端给出其中优先权最高的那个输入信号所对应的代码。根据优先编码器的逻辑功能列出功能表,当输入变量中优先级别较高的为有效值时,则余下优先级别较低的均视为任意值,从而可以方便地由功能表得到最简的
逻辑表达式。
8. 译码是编码的逆过程。译码器的功能是将给定的输入码组进行翻译，变换成对应的输出信号，对每一种可能的输入组合，一个且仅一个输出信号为有效电位。设计方法和组合逻辑电路的设计方法相同(略),其应用主要是实现逻辑函数(译码器的输出是最小项输出),数据分配器和译码器的扩展。
9.多路选择器又叫数据选择器。多路选择器的功能类似一个多掷开关，它在地址码（或称选择控制）电位的控制下，从几个数据输入源中选择一个,并将其送到一个公共的输出端。在数据传输过程中，有时需要利用多路选择器将几路信号在不同时刻经过一路信道进行传送。
10. 用多路选择器实现逻辑函数方法：因为多路选择器的功能表达式为Y=∑(mi ·Di),所以应首先将要实现的逻辑函数变换成标准与或表达式形式,再与多路选择器的功能表达式相比较,首先确定地址输入变量,再确定数据输入变量,最后画出相应的电路连接图。
11实现对两个n 位二进制数进行比较并判断其大小关系的逻辑电路称为数值比较器。设计和应用(略)。
12. 考虑低位进位的二进制一位加法器叫全加器,设计(略)。 13. 低一位的进位输出送到高一位的进位输人端，进位信号是逐位生成的，仅当低位来的进位信号稳定有效之后，本位向高位的进位信号才能正确地送出，这种加法器称为“逐位进位加法器, 设计(略)。
14. 超前进位加法器就是通过尽量减小进位信号的生成时间来提高运算速度的。主要是根据进位Cn 的递推公式Cn= Pn*Cn-1+ Gn ，式中进位产生函数Gn= An*Bn ，进位传递函数Pn=An ⊕Bn ，从而直接得出每位的进位信号, 减小了进位信号的生成时间。 填空题
1. 1. 当时输入的逻辑值,记忆,反馈。
2. 2. (根据文字描述的设计要求)列出真值表。
3. 3. 器件的传输延时, 由于各个输入信号经过不同路径产生,函数。
4. 4. 3。
5. 5. 8。
6. 6. 301201101001)()()()(D A A D A A D A A D A A Y +++=
7. 7. 被加数An,加数Bn ，低位进位Cn-1,本位和Sn ，本位进位Cn 。
练习题
1. 1. 从左向右,逐段由下到下依次的逻辑表达式分别为：
(a):
(b):
2.a.
b.用卡诺图化简:
c.写出逻辑表达
式:BCD ACD ABD ABC D C B D C A D B A C B A F +++++++= 3.(a)列出真值表：(5-8.(3)) A1 A0 B1 B0 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 X X 0 0 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 所以输出端的个数是4个； (b)由真值表求得逻辑表达式： Y3=A1A0B1B0,
Y2=0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
B B A B A A B B A A B B A A B B A A +=++
Y1=0
100110011
1
10101010101010101010101B B A B B A B A A B
A A
B B A A B B A A B B A A B B A A B B A A B B A A +++=+++++
Y0=0
1
1
1
1
1
1
1
1
B B A A B B A A B B A A B B A A +++=00001001B A B A A B A A =+。
4.(5-1) 3线-8线译码器74LS138真值表
电路连接图：(主要利用控制端S 和S 作为扩展输入端3D ,两片输出端并列输出)
5.参考教材P145图5.
6.3分级扩展,第一级用一片3线-8线译码器,
其8个输出端70Y Y -分别接到第二级八片3线-8线译码器的允许控制端2S (或3S ),第二级八片3线-8线译码器的并列输出作为总的输
出(630Y Y -), 第一级3线-8线译码器的输入A2A1A0接A5A4A3, 第二级八片3线-8线译码器的输入A2A1A0全部并联接A2A1A0, 电路
连接图略。 6. (5-2)电路连接如图
7. 参考教材P147图5.6.5分级扩展, 第一级用八片八选一多路选择器进行第一次选择, 数据输入端D0-D7并列接D0-D63,地址输入端A2A1A0全部并联接A2A1A0,其输出分别接到第二级一片八选一多路选择器的数据输入端D0-D7, 地址输入端A2A1A0接A5A4A3,其输出Y 作为六十四选一多路选择器的输出,电路连接图略。
8.(5-3)利用多路选择器实现函数的步骤是：(本书采用对比真值表的方法较繁,故未采用)
(a)将所要实现的函数表示成最小项之和的形式,
Z=S1S0+S0V+V S S 10=)(010101V V S S V S S V S S +++ (b)与多路选择器的输出表达式对比,
首先确定地址输入变量,令A1=S1,A0=S0,则 再与Z 函数对比,确定数据输入变量,令
1,0,,3210====D D V D V D ,
使得Y=Z ；
(C)画出相应的电路连接图(注：允许控制S 低电平有效) 9.(a) 将所要实现的函数表示成最小项之和的形式, (b) 与多路选择器的输出表达式对比,
首先确定地址输入变量,令A1=S1,A0=S0,则
再与Z 函数对比,确定数据输入变量,令
1,3210====D D D VW D ,使Y=Z,
(C) 画出相应的电路连接图
注：本题也可以用双4选1多路选择器扩展为8选1来做,具体做法略。
#10. 略。
11.由真值表P5.11,列出输出Y 的表达式, 画出相应的逻辑图
12.由于A 信号经过反相器,波形不仅反相,而且附加了传输延迟(见教材P129图5.4.5(b)中的A 、K 波形),当B=C=1使M 和L 出现互补状态时,就会出现静态1险象(见图中L 、M 和F 的波形)。
自我检测题 1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。 2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。 3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为 2Y 1Y 0Y 。输入输出均为低电平有效。当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。 4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。 5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。 6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。 7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。 8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。 9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。 （√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。 A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同 11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的 A ．在输出级加正取样脉冲 B ．在输入级加正取样脉冲 C ．在输出级加负取样脉冲 D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。 A ．01→10 B ．00→10 C ．10→11 D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。 A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A ．加法器 B ．编码器 C ．数据选择器 D ．译码器 15．在二进制译码器中，若输入有4位代码，则输出有 个信号。 A ．2 B ．4 C ．8 D ．16 16．比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0，当A ＞B 时输出F =1，则F 表达式是 。 A ． B A F = B ．0101B B A A F ++= ．0011B A B A F ++=
第七章门电路与组合逻辑电路 习题一 一、选择题 1. 三态门输出高阻状态时，是正确的说法。 A.用电压表测量指针不动 B.相当于悬空 C.电压不高不低 D.测量电阻指针不动 2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 3．以下电路中常用于总线应用的有。 A.T S L门 B.O C门 C.漏极开路门 D.C M O S与非门 4．逻辑表达式Y=A B可以用实现。 A.正或门 B.正非门 C.正与门 D.负或门 5．T T L电路在正逻辑系统中，以下各种输入中相当于输入逻辑“1”。 A.悬空 B.通过电阻 2.7kΩ接电源 C.通过电阻 2.7kΩ接地 D.通过电阻510Ω接地 6．对于T T L与非门闲置输入端的处理，可以。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端 并联 7．要使T T L与非门工作在转折区，可使输入端对地外接电阻R I。 A.＞R O N B.＜R O F F C.R O F F＜R I＜R O N D.＞R O F F 8．三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 9．C M O S数字集成电路与T T L数字集成电路相比突出的优点是。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 10．与C T4000系列相对应的国际通用标准型号为。 A.C T74S肖特基系列 B.C T74L S低功耗肖特基系列 C.C T74L低功耗系列 D.C T74H高速系列 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1．TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。（） 2．当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。（） 3．普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。（） 4．两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。（） 5．CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。（）
组合逻辑电路中的竞争与冒险 前面分析组合逻辑电路时,都没有考虑门电路的延迟时间对电路产生的影响。实际上, 从信号输入到稳定输出需要一定的时间。由于从输入到输出的过程中, 不同通路上门的级数不同, 或者门电路平均延迟时间的差异, 使信号从输入经不同通路传输到输出级的时间不同。由于这个原因, 可能会使逻辑电路产生错误输出,通常把这种现象称为竞争冒险。 竞争:在组合逻辑电路中, 某个输入变量通过两条或两条以上途径传到输出门的输入端, 由于每条途径的延迟时间不同帮到达输出门的时间就有先有后, 这种现象称为竞争。 冒险:是指数字电路中, 某个瞬间出现了非预期信号的现象, 即某一瞬间数字电路出现了违背真值表所规定的逻辑电平。这样就出现了不该出现的尖脉冲, 一、 竞争冒险的概念及其产生的原因 以图示电路为例可看出, 大多数组合电路都存在竞争, 但所有竞争不一定都产生错误的干扰脉冲。竞争是产生冒险的必然条件, 而冒险并非竞争的必然结果。由以上分析可知, 只要两个互补的信号送入同一门电路, 就可能出现竞争冒险。因此把冒险现象分为两种: 1. “ 0”型冒险
A A +冒险在理想情况下输出电平为“ 1” , 由于竞争输出产生低电平窄脉冲。 A A ?冒险在理想情况下输出电平为“ 0” ,由于竞争输出产生高电平窄脉冲。 二、竞争冒险的判断方法 判断竞争冒险是否存在的方法很多,最常见的方法有: 1.代数法 在逻辑函数表达式中, 是否存在某变量的原变量和反变量。若去掉其他变量得到 A A Y +=,电路有可能产生“ 0”冒险;若得到 A A Y ?=,则可能产生“ 1” 冒险。 2.卡诺图法 画出逻辑函数的卡诺图, 当卡诺图中两个合并最小项圈相切, 即两个合并最小项圈相邻—有相邻项, 各合并最小项圈各自独立—不相交时, 这个逻辑函数有可能出现冒险现象。 三、消除竞争冒险的方法 1.修改逻辑设计 (1代数法 ①逻辑变换消去互补量 ((C A B A Y ++=当 B =C=0时, A A Y ?=, 存在竞争冒险。若将逻辑函数表达式进行逻辑变换,则 BC B A AC Y ++=,这时消去了 A A ?互补量,从而不会产生竞争冒险。②增加乘积项 C A AB Y +=当 B=C=1时, A A Y +=,存在竞争冒险。若增加乘积项 BC , 则 BC C A AB Y ++=,消除了竞争冒险。 (2卡诺图法 将卡诺图中相切的圈用一个多余的圈连接起来,即可消除冒险现象。
实验4 门电路及组合逻辑电路的研究 —、实验目的 1. 测量集成电路“与非门”的逻辑功能。 2. 学习用集成电路“与非门”组成简单的逻辑电路，并研究其逻辑功能。 3. 用集成电路“与非门”构成知识竞赛抢答器电路，并验证其功能。 二、实验内容与要求 4. 内容： （1）测试“与非门”的逻辑功能； （2）用“与非门”连接成半加器电路并测试其逻辑功能； （3）用“与非门”实现三人抢答电路。 5. 要求： （1）双端输入“与非门”的输入信号为A 、B ，输出端信号为F 。分别在输入端加信号如表4-1，测量输出信号状态并填入表内。 表4-1 “与非门”状态表 （2S 和进位C 。分别在输入端加信号如表4-2，测量输出信号状态并填入表内。 表4-2 半加器状态表 （3）连接出三人（A 、B 、C ）抢答器电路。该电路应能实现：任一人抢答时其他人不能再抢答；抢答时，主持人灯和抢答人的指示灯亮；主持人可以清零。 三、实验电路和设备 1． 实验电路 （1）半加器电路参考电路图，见图4-1。（共需要7个“与非门”） 根据B A B A B A B A B A B A S ?=+=+=和AB AB C ==得到用“与非门”组成的电路如下：
图4-1 半加器电路 （2）三人知识竞赛抢答电路参考电路图，见图4-2。（共需要10个“与非门”） 图4-2 三人抢答电路 2．实验设备 实验用到数字电路实验模块。实验模块上有集成四“与非门”芯片74LS00。管脚功能见图4-3。 图4-3 四集成“与非门”74LS00芯片管脚图 实验模块上有集成四输入双“与非门”芯片74LS20。管脚功能见图4-4。
第20章习题 门电路和组合逻辑电路 S10101B 为实现图逻辑表达式的功能，请将TTL 电路多余输入端C 进行处理（只需一种处理方法），Y 1的C 端应接 ，Y 2的C 端应接 ， 解：接地、悬空 S10203G 在F = AB +CD 的真值表中，F =1的状态有( )。 A. 2个 B. 4个 C. 3个 D. 7个 解：D S10203N 某与非门有A 、B 、C 三个输入变量，当B =1时，其输出为( )。 A. 0 B. 1 C. D. AC 解：C S10204B 在数字电路中，晶体管的工作状态为( )。 A. 饱和 B. 放大 C. 饱和或放大 D. 饱和或截止 解：D S10204I 逻辑电路如图所示，其逻辑函数式为( )。 A. B. C. D. 解：C S10204N 已知F =AB +CD ，选出下列可以肯定使F = 0的情况( )。 A. A = 0，BC = 1 B. B = C = 1 C. C = 1，D = 0 D. AB = 0，CD = 0 解：D S10110B 三态门电路的三种可能的输出状态是 ， ， 。 解：逻辑1、逻辑0、高阻态 S10214B 逻辑图和输入A ，B 的波形如图所示，分析当输出F 为“1”的时刻应是( )。 A. t 1 B. t 2 C. t 3 解：A Y
S10211I 图示逻辑电路的逻辑式为( )。 A. B. C. 解：B S10212I 逻辑电路如图所示，其功能相当于一个( )。 A. 门 B. 与非门 C. 异或门 解：C S10216B 图示逻辑电路的逻辑式为( )。 A. A +B B. C. AB + 解：C S10217B 逻辑图如图（a ）所示，输入A 、B 的波形如图（b ），试分析在t 1瞬间输出F 为( )。 A. “1” B. “0” C. 不定 解：B S10218B 图示逻辑符号的逻辑状态表为( )。 A. B. C. 解：B
第九章 门电路及组合逻辑电路 一、填空题 1、模拟信号的特点是在 和 上都是 变化的。（幅度、时间、连续） 2、数字信号的特点是在 和 上都是 变化的。（幅度、时间、不连续） 3、数字电路主要研究 与 信号之间的对应 关系。（输出、输入、逻辑） 4、最基本的三种逻辑运算是 、 、 。（与、或、非） 5、逻辑等式三个规则分别是 、 、 。（代入、对偶、反演） 6、逻辑函数常用的表示方法有 、 和 。（真值表、表达式、卡诺图、逻辑图、波形图五种方法任选三种即可） 7、半导体二极管具有 性，可作为开关元件。（单向导电） 8、半导体二极管 时，相当于短路； 时，相当于开路。（导通、截止） 9、半导体三极管作为开关元件时工作在 状态和 状态。（饱和、截止） 10、在逻辑门电路中，最基本的逻辑门是 、 和 。（与门、或门、非门） 11、与门电路和或门电路具有 个输入端和 个输出端。（多、一） 12、非门电路是 端输入、 端输出的电路。（单、单） 13、根据逻辑功能的不同特点，逻辑电路可分为两大类： 和 。（组合逻辑电路、时序逻辑电路） 14、组合逻辑电路主要是由 、 和 三种基本逻辑门电路构成的。（与门、或门、非门） 15、（1）2(10011011)(= 8)(= 16) 答：233、9B （2）16()(AE = 2)(= 8) 答：10101110、256 （3）()125(10= 2) （4）()375.13(10= 2) 答：（1）1111101（2）1101.011 二、判断题 1、十进制数74转换为8421BCD 码应当是BCD 8421)01110100(。 （√） 2、十进制转换为二进制的时候，整数部分和小数部分都要采用除2取余法。（╳） 3、若两个函数相等，则它们的真值表一定相同；反之，若两个函数的真值表完全相同，则这两个函数未必相等。（╳）
组合逻辑电路中的竞 争冒险
目录 摘要 1 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1 引言 (1) 2 竞争冒险现象及产生的原因 (1) 2.1竞争冒险现象 (1) 2.2竞争冒险现象产生的原因 (2) 2.3竞争冒险的危害 (2) 2.4竞争冒险的分类 (2) 2.4.1静态冒险 (2) 2.4.2动态冒险 (2) 3竞争冒险的判断 (2) 3.1代数法 (2) 3.2卡诺图法 (3) 3.3仿真法和实验法 (4) 3.4通过实验判断竞争冒险现象 (4) 3.4.1实验分析 (6) 3.4.2实验总结 (7) 4竞争冒险的消除方法 (7) 4.1增加冗余项法 (7) 4.2消除互补项法 (7) 4.3接入滤波电容 (7) 4.4引入选通脉冲 (8) 4.5引入封锁脉冲 (8) 4.6采用可靠性编码 (8) 4.7输出加D触发器 (8) 5实际应用中竞争冒险的敏感度问题 (8) 6总结 (8) 致谢 10 参考文献 (10)
组合逻辑电路中的竞争冒险 网络工程专业学生郭翔 指导教师吴俊华 摘要：在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现由于竞争冒险而产生的干扰脉冲信号，如果负载是对干扰脉冲信号十分敏感的电路，有可能引起电路的误动作，因此应该采取措施消除竞争冒险。从理论上分析了组合逻辑电路竞争冒险的产生，及其判断和消除的方法，其产生原因包括：门电路开关电平的时间差和门电路延迟时间。竞争冒险可以通过代数法、卡诺图法、仿真法和实验法进行判断，采用引入选通脉冲、引入封锁脉冲、增加冗余项、接入滤波电容等手段以消除竞争冒险。 关键词：组合逻辑电路竞争冒险干扰消除门电路 Competitive Adventure in Assembled Logical Circuit Student Majoring in Network Engineering Guo Xiang Tutor Wu Junhua Abstract: The disturbance pulse caused by competition and adventure may be emerged in the out put terminal of assembled logic circuit when the statement of input signals changes. The misact caused by the disturbance may appear if the load is very sensitive to the pulse. So the measures should be taken to eliminate the competition and adventure. The reasons of competition and adventure in assembled logic circuit are analyzed and the judging and eliminating method are provided in the paper. The interval between on/off levels in a gate circuit and the delay time of gate circuits is resulted in by competitive adventure. Competitive adventure can be detected by a circuit’s logical function, listing the truth table of circuit in sequence and testing the circuit. The methods of exerting gating pulse and blocking pulse, transforming function of a circuit, and adding redundancy product term, parallel connection capacitance at the output terminal, etc are applied to eliminate competitive adventure. Key words: Assembled logic circuit; Competition and adventure; Disturbance eliminating; Gate circuits 1引言 数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类，是电子技术的重要组成部分，掌握数字电路的基本知识是设计计算机控制系统的基础。计算机控制系统性能优劣的重要指标是其稳定性、可靠性和抗干扰性，这在很大程度上取决于构成其系统的基本部件的性能。组合逻辑电路中的门电路由于其本身的结构和工作情况，常常会发生竞争冒险现象。因此，在组合逻辑电路的分析和设计中，仅研究输入与输出之间的稳定关系是不够的，还应考虑信号在电路中传输的时延问题，事实上，信号经过任何逻辑门与导线时都会产生时间的延迟，该时间的延迟会使数字系统的操作速度下降，引起电路中波形参数变坏，产生竞争冒险现象，而竞争与冒险现象将会直接影响电路工作的可靠性和稳定性，甚至可能会导致整个数字系统的逻辑紊乱和错误动作。因此在组合逻辑电路中竞争与冒险的判别和消除对于保证电路正常工作具有至关重要的意义[1]。 2 竞争冒险现象及产生的原因 2.1竞争冒险现象
组合逻辑电路的设计 一．实验目的 1、加深理解组合逻辑电路的工作原理。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 3、掌握组合逻辑电路的功能测试方法。二．实验器材 实验室提供的芯片：74LS00与非门、74LS86异或门，74LS54与或非门，实验室提供的实验箱。 三．实验任务及要求 1、设计要求 (1)用与非门和与或非门或者异或门设计一个半加器。 (2)用与非门和与或非门或者异或门设计一个四位奇偶位判断电路。 2、实验内容 (1)测试所用芯片的逻辑功能。 (2)组装所设计的组合逻辑电路，并验证其功能是否正确。 三．实验原理及说明 1、简述组合逻辑电路的设计方法。 (1) 分析实际情况是否能用逻辑变量来表示。 (2) 确定输入、输出逻辑变量并用逻辑变量字母表示，作出逻辑规定。 (3) 根据实际情况列出逻辑真值表。 (4) 根据逻辑真值表写出逻辑表达式并化简。 (5) 画出逻辑电路图，并标明使用的集成电路和相应的引脚。 (6) 根据逻辑电路图焊接电路，调试并进一步验证逻辑关系是否与实际情况相符。2、写出实验电路的设计过程，并画出设计电路图。 (1) 半加器的设计如果不考虑有来自低位的进位将两个1 位二进制数相加。 A、B是两个加数，S是相加的和，CC是向高位的进位。 逻辑表达式 S=AB+AB=A? B CC=AB (2) 设计一个四位奇偶位判断电路。当四位数中有奇数个1 时输出结果为1;否则为0。 A, B, C, D分别为校验器的四个输入端，丫时校验器的输出端
逻辑表达式 Y=ABC'D'+A'BCD'+A'B'CD 'A'B'C'D+ABCD+A 'D+AB '+ABCD =(A ? B) ? (C ? D) 四?实验结果 1、列出所设计电路的MULTISM 仿真分析结果。 (1)半加器的设计，1-A 被加数,2-B 加数,XMMI (和数S )XMM (进位数CO A B S CO 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 A B c D 输出Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 ；： r P1A… : ； — Vi.c 一隔 .... 74LSM0 (2)设计一个四位奇偶位判断电路 VCC 二 UJU. iEX - 74 L SOOD
第六章几种常用的组合逻辑电路 一、填空题 1、（8-1易）组合逻辑电路的特点是：电路在任一时刻输出信号稳态值由决定（a、该时刻电路输入信号；b、信号输入前电路原状态），与无关（a、该时刻电路输入信号；b、信号输入前电路原状态），属于（a、有；b、非）记忆逻辑电路。 2、（8-2易）在数字系统中，将具有某些信息的符号变换成若干位进制代码表示，并赋予每一组代码特定的含义，这个过程叫做，能实现这种 功能的电路称为编码器。一般编码器有n个输入端，m个输出端，若输入低电平有效，则在任意时刻，只有个输入端为0，个输入端为1。对于优先编码器，当输入有多个低电平时，则。 3、（8-3易，中）译码是的逆过程，它将转换成。译码器有多个输入和多个输出端，每输入一组二进制代码，只有个输出端有效。n 个输入端最多可有个输出端。 4、（8-2易）74LS148是一个典型的优先编码器，该电路有个输入端和个输出端，因此，又称为优先编码器。 5、（8-4中）使用共阴接法的LED数码管时，“共”端应接，a~g应接输出有效的显示译码器；使用共阳接法的LED数码管时，“共”端应接，a~g应接输出有效的显示译码器，这样才能显示0~9十个数字。 6、（8-4中）译码显示电路由显示译码器、和组成。 7.（8-4易）译码器分成___________和___________两大类。 8.（8-4中）常用数字显示器有_________,_________________,____________等。 9.（8-4中）荧光数码管工作电压_______，驱动电流______，体积_____，字形清晰美观，稳定可靠，但电源功率消耗______，且机械强度_____。 10．（8-4中）辉光数码管管内充满了_________，当它们被______时，管子就发出辉光。 11.（8-4易）半导体发光二极管数码管（LED）可分成_______，_______两种接法。 12.（8-4中）发光二极管正向工作电压一般为__________。为了防止二极管过电流而损坏，使用时在每个二极管支路中应______________。 13.（8-3中）单片机系统中，片内存储容量不足需要外接存储器芯片时，可用_________作高位地址码。 14.（8-3中）数字系统中要求有一个输入端，多个数据输出端，可用_________输入端作为
第十六章 门电路和组合逻辑电路 一 选择题 1、下列逻辑表达式正确的是（ ）。 .0A A A += .11B A ?= .C A AB A B +=+ .D A AB AB += 2、时序逻辑电路中，以下说法正确的是（ ）。 A 、电路中任意时刻的输出只取决于当时的输入信号，与电路原来的 状态无关。 B 、电路中任意时刻的输出不仅与当时的输入信号有关，同时还取决于 电路原来的状态。 C 、电路中任意时刻的输出只取决于电路原来的状态，与当时的输入 信号无关。 D 、以上均不正确。 3、数据选择器的地址输入端有2个时，最多可以有（ ）个数据信号 输入。 A 、1 B 、2 C 、4 D 、8 4、数据选择器的地址输入端有3个时，最多可以有（ ）个数据信号输入。 A 、4 B 、6 C 、8 D 、16 5、组合逻辑电路中，以下说法正确的是（ ）。 A 、电路中任意时刻的输出只取决于当时的输入信号，与电路原来的状态无关。 B 、电路中任意时刻的输出不仅与当时的输入信号有关，同时还取决于电路原来的状态。 C 、电路中任意时刻的输出只取决于电路原来的状态，与当时的输入信号无关。 D 、以上均不正确。 6、下列几种TTL 电路中，输出端可实现线与功能的电路是（ ）。 A 、或非门 B 、与非门 C 、异或门 D 、OC 门 7、数据选择器有10个数据信号输入端时，至少得有（ ）个地址输入端。 A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 8、以下哪个电路不是组合逻辑电路（ ）。 A 、编码器 B 、计数器 C 、译码器 D 、加法器
9、下列逻辑表达式正确的是（ ）。 .0A A A += .11B A ?= .C A AB A B +=+ .D A AB AB += 10、衡量集成逻辑电路优劣的因数是用它的：（ ） A ．增益×带宽； B ．传输延迟时间×功耗； C ．扇出系数×传输延迟时间； D ．噪声容限×功耗。 11、以下诸论述中，唯一正确的是：（ ） A ．可以用OC 门构成电平变换电路； B ．ECL 门电路主要用于集成度要求高的场合； C ．CM0S 器件不可以和TTL 器件兼容； D ．CMOS 器件的电源电压使用范围特别小，对电源的准确性要求严格． 12、集成门电路（不论是与、或、与非…等）的输入端若超过了需要，则这些多余的输入端应按哪种方式去处置才是正确的？（ ） A ．让它们开路； B ．让它们通过电阻接最高电平（例如电源电压）； C ．让它们接地，或接电源的最低电平； D ．让它们和使用中的输入端并接。 13、 以下表达式中符合逻辑运算法则的是（ ） A.C ·C=C 2 B.1+1=10 C.0<1 D.A+1=1 14、 当逻辑函数有n 个变量时，共有（ ）个变量取值组合？ A. n B. 2n C. n 2 D. 2n 15、. 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是（ ） A .真值表 B.表达式 C.逻辑图 D.卡诺图 16、F=A B +BD+CDE+A D=（ ） A.D B A + B.D B A )(+ C.))((D B D A ++ D.))((D B D A ++ 二 填空题 1.电子电路按功能可分为 电路和 电路。 2.根据电路的结构特点及其对输入信号响应规则的不同，数字电路可分为 和 。 3.数字电路的分析方法主要用 、功能表、 、波形图。 4.数字信号是一系列时间和数值都 的信号。 5.在数字电路中有两种数字逻辑状态分别是逻辑 和逻辑 。 6.逻辑函数F=)(B A A ⊕⊕ =
20章 组合电路 20-0XX 选择与填空题 20-1XX 画简题 20-2XX 画图题 20-3XX 分析题 20-XX 设计题 十二、[共8分]两个输入端的与门、 或门和与非门的输入波形如图 12 所示， 试画出其输出信号的波形。 解： 设与门的输出为F 1， 或门的输出为F 2，与非门的输出为F 3，根据逻辑关系其输出波形如图所示。 20-0XX 选择与填空题 20-001试说明能否将与非门、或非门、异或门当做反相器使用？如果可以，其他输入端应如何连接？ 答案 与非门当反相器使用时，把多余输入端接高电平 或非门当反相器使用时，把多余输入端接低电平 异或门当反相器使用时，把多余输入端接高电平 20-002、试比较TTL 电路和CMOS 电路的优、缺点。 A B F 1F 2F 3 (a) (b)
答案 COMS 电路抗干扰能力强，速度快，静态损耗小，工作电压范围宽， 有取代TTL 门电路的趋势。 20-003简述二极管、三极管的开关条件。 答案 二极管：加正向电压导通，相当于开关闭合；反向电压截止，相当于 开关断开。三极管：U BE <0V 时，三极管可靠截止，相当于开关断开； i B 》I BS 时，三极管饱和，相当于开关闭合。 20-0004、同或运算关系，当两输入不相等时，其输出为1；异或运算关系，当两输入相等时，其输出为0； 20-0005、 若各门电路的输入均为A 和B ，且A=0，B=1；则与非门的输出为 _________,或非门的输出为___ ___,同或门的输出为__ __。 20-0006、逻辑代数中有3种基本运算： 、 和 。 A. 或非，与或，与或非 B. 与非，或非，与或非 C. 与非，或，与或 D. 与，或，非 20-0007、逻辑函数有四种表示方法，它们分别是（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 20-0008、将2004个“1”异或起来得到的结果是（ ）。 20-0009、是8421BCD 码的是（ ）。 A 、1010 B 、0101 C 、1100 D 、1101 2）、和逻辑式BC A A + 相等的是（ ）。 A 、ABC B 、1+B C C 、A D 、BC A + 3）、二输入端的或非门，其输入端为A 、B ，输出端为Y ,则其表达式 Y= （ ）。 A 、A B B 、AB C 、B A + D 、A+B 20-0010、若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为 位。 A.5 B.6 C.10 D.50
第九章门电路及组合逻辑电路 一、填空题 1、 模拟信号的特点是在 ______ 和 ______ 上都是 __________ 变化的。（幅度、时间、连续） 2、 数字信号的特点是在 ______ 和 ______ 上都是 __________ 变化的。（幅度、时间、不连续） 3、 数字电路主要研究 ______ 与 ______ 信号之间的对应 ________ 关系。（输出、输入、逻辑） 4、 最基本的三种逻辑运算是 _______ 、 ________ 、 _________ 。（与、或、非） 5、 逻辑等式三个规则分别是 _______ 、 ________ 、 _________ 。（代入、对偶、反演） 6 逻辑函数常用的表示方法有 _________ 、 ________ 和 __________ o （真值表、表达式、卡诺图、逻 辑图、波形图五种方法任选三种即可） 7、 半导体二极管具有 ______ 性，可作为开关元件。（单向导电） 8、 半导体二极管 __________ 时，相当于短路； ______ 时，相当于开路。（导通、截止） 9、 半导体三极管作为开关元件时工作在 __________ 状态和 ___________ 状态。（饱和、截止） 10、 在逻辑门电路中，最基本的逻辑门是 _____ 、 ______ 和 ______ o （与门、或门、非门） 11、 与门电路和或门电路具有 _____ 个输入端和 _____ 个输出端。（多、一） 12、 非门电路是 ___ 端输入、 _______ 端输出的电路。（单、单） 13、 根据逻辑功能的不同特点，逻辑电路可分为两大类： _________ 和 ________ 。（组合逻辑电路、 、判断题 1、十进制数74转换为8421BC ［码应当是（01110100） 8421 BCD 。 （V ） 2、 十进制转换为二进制的时候，整数部分和小数部分都要采用除 2取余法。（X ） 3、 若两个函数相等，贝尼们的真值表一定相同；反之，若两个函数的真值表完全相同，贝U 这两个 函数未必相等。（X ） 4、 证明两个函数是否相等，只要比较它们的真值表是否相同即可。 （V ） 时序逻辑电路） 14、组合逻辑电路主要是由 ____ 、 ____ 和 15、 (1) (10011011)2 ( )8 ( (2) (AE )16 ( ) 2 ( )8 (3) (125)10 ( ) 2 (4) (13.375)10 ( ）2 答：（1） _三种基本逻辑门电路构成的。（与门、或门、非门） ）16 答：233、9B 答：10101110 256 1111101 （2） 1101.011
第五章组合逻辑电路 内容提要 【熟悉】组合逻辑电路的特点(功能、结构) 【掌握】组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法 【熟悉】常见的五种组合逻辑电路【掌握】中规模集成组合逻辑电路的应用(扩展与实现组合逻辑函数) 【了解】组合逻辑电路中的竞争和险象一．一．网上导学 二．二．本章小结 三．三．典型例题 四．四．习题答案 网上导学 一. 一. 组合逻辑电路的特点:p123 功能：输出仅取决于该时刻的输入而与电路原状态无关(无记忆功能)； 结构(无记忆元件,无反馈环路). 二. 二. 组合逻辑电路的一般分析方法(组合逻辑电路图→求解逻辑功能): 组合逻辑电路图→列出逻辑函数表达式(迭代法,由输入逐级向后推) →求标准表达式或简化的表达式(转换或化简) →列出相应的真值表→判断电路功能。例5.2.1(异或门) P124 分析图5.3.3逻辑电路 1.1. 迭代法求输出逻辑表达式,如图： 图中,C=,D=AB,用迭代法求出电路输出逻辑表达式 F= 2.列出真值表(表5.2.1, P125) 分析真值表可知该电路是一个异或门 例2. 试分析下面电路 1.由上图可知 E=AB，D=AC，G=BC，迭代法得 F=E+D+G=AB+AC+BC 2. 列出相应的真值表 由真值表可以看出,该逻辑电路是一个三人多数表决电路。
三. 三. 组合逻辑电路的一般设计方法： 根据设计要求(要实现的逻辑功能)→画出逻辑电路图. 设计要求→列出真值表(确定输入、输出变量及它们的逻辑关系) →化简写出简化的逻辑表达式(→或转换成逻辑器件所需的表达形式)→画出逻辑图。例5.3.1(多数表决器) P125。 举例：设计一个一位加法器(半加器)电路. 1.1. 该电路有两个输入An、Bn和二个输出Sn和 , 2. 由真值表写出逻辑表达式(化简或转换,本题无) Sn=, =An*Bn 3.3. 画出逻辑图 四.组合逻辑电路中的竞争和险象：P126~P129 竞争：因门电路的传输时延而造成多路信号由于经过不同路径产生的时差现象；险象：由竞争产生的错误输出；检查(产生条件：输入存在互补变化；消除：添加冗余项. 竞争(B=0) *消除方法：参考例5.4.3(P128) 四. 四. 常见的五种组合逻辑电路：p129-p141 着重于其功能和输出与输入的对应逻辑关系. 1.1. 编码：将输入信号转换成对应的数码信号； 编码器：互斥输入，方块图、逻辑图P130 功能表见表5.5.1(P129) 优先编码，方块图、逻辑图、功能表P131； 2.2. 译码：将输入的码组翻译变换成对应的输出信号,是编码的逆过 程； 译码器：二进制译码器, 方块图、逻辑图； 功能表见表5.5.3(P133) 数字显示译码器： 功能表见表5.5.5(P133) 七段显示十进制数字 十进制数字显示p133；十进制数码显示
（ 有些题答案错了 ）自我检测题 1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。 2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。 3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为 2Y 1Y 0Y 。输入输出均为低电平有效。当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。 4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。 5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。 6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。 7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。 8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。 9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。 （√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。 A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同 11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的 A ．在输出级加正取样脉冲 B ．在输入级加正取样脉冲 C ．在输出级加负取样脉冲 D ．在输入级加负取样脉冲
12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。 A ．01→10 B ．00→10 C ．10→11 D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321 E E E 取值为 时，处于允许译码状态。 A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。 A ．加法器 B ．编码器 C ．数据选择器 D ．译码器 15．在二进制译码器中，若输入有4位代码，则输出有 个信号。 A ．2 B ．4 C ．8 D ．16 16．比较两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0，当A ＞B 时输出F =1，则F 表达式是 。 A ． B A F = B ．0101B B A A F ++= ．0011B A B A F ++= 17．集成4位数值比较器74LS85级联输入I A ＜B 、I A=B 、I A ＞B 分别接001，当输入二个相等的4位数据时，输出F A ＜B 、F A=B 、F A ＞B 分别为 。 A ．010 B ．001 C ．100 D ．011 18．实现两个四位二进制数相乘的组合电路，应有 个输出函数。 A ． 8 B ．9 C ．10 D ．11 19．设计一个四位二进制码的奇偶位发生器（假定采用偶检验码），需要 个异或门。 A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 20．在图中，能实现函数C B B A F +=的电路为 。 （a ） （b ） （c ） 图 A ．电路 （a ） B ．电路（b ） C ．电路（c ） D ．都不是 习 题 1．分析图所示组合逻辑电路的功能，要求写出与-或逻辑表达式，列出其真值表，并说明电路的逻辑功能。 图 解： CO =AB +BC +AC AC BC AB C B A ABC CO C B A ABC S +++++=+++=）（）（
一．目的 由逻辑图得出逻辑功能 二．方法（步骤） 1．列逻辑式： 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式； （由输入至输出逐级列出） 2．化简逻辑式： 代数法、卡诺图法； （卡诺图化简步骤保留） 3．列真值表： 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表；4．分析逻辑功能(功能说明)： 分析该电路所具有的逻辑功能。 （输出与输入之间的逻辑关系）； （因果关系） （描述函数为1时变量取值组合的规律） 技巧：先用文字描述真值表的规律（即叙述函数值为1时变量组合所有的取值），然后总结归纳电路实现的具体功能。 5．评价电路性能。 三．思路总结：
四．注意： 关键：列逻辑表达式； 难点：逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时，用文字描述真值表的规律。（描述函数值为1时变量组合所有的取值）。 2、常用的组合逻辑电路。 （1）判奇（偶）电路； （2）一致性（不一致性）判别电路； （3）相等（不等）判别电路； （4）信号有无判别电路； （5）加法器（全加器、半加器）； （6）编码器、优先编码器； （7）译码器； （8）数值比较器； （9）数据选择器； （10）数据分配器。 3、多输出组合逻辑电路判别： 1）2个输出时考虑加法器:2输入半加；3输入全加。 2)4输出时考虑编码器：4输入码型变换；编码器。
五．组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示，分析电路的逻辑功能。 A B Y 解： （1）写出输出端的逻辑表达式：为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z 1、Z 2、Z 3和Y 的逻辑表达式为： 321 3121Z Z Y BZ Z AZ Z AB Z ==== （2）化简与变换：将Z 1、Z 2、和Z 3代入到公式Y 中进行公式化简得： B A B A BZ AZ BZ AZ Z Z Z Z Y +=+=+=+==11113232 （3）列出真值表：根据化简以后的逻辑表达式列出真值表如表所示。
第20章习题门电路和组合逻辑电路 S10101B 为实现图逻辑表达式的功能，请将TTL电路多余输入端 C进行处理（只需一种处理方法），Y i 端应接________________________ ，丫2的C端应接 _______________________ ， 费二FqlFl Y I=A+Π S10203G 在F = AB+CD的真值表中，F =1的状态有（）。 A. 2个 B. 4个 C. 3个 D. 7个 解：D S10203N 某与非门有A、B、C三个输入变量，当 B=I时，其输出为（）。 A. 0 B. 1 C. AC D. AC 解：C S10204B 在数字电路中，晶体管的工作状态为（ A. 饱和 C.饱和或放大 解：D S10204I 逻辑电路如图所示，其逻辑函数式为（）。 A. AB AB B. AB AB C. AB AB D. AB A 解：C S10204N 已知F=AB+CD ,选出下列可以肯定使 F = 0的情况（）。 S10110B （a） 解：接地、悬空 (b) ）。 B.放大 D.饱和或截止 t≈—Y A. C. 解： D A = 0，BC = 1 C = 1， D = 0 B. B = C = 1 D. AB = 0，CD = 0 A ≥ 1 B
三态门电路的三种可能的输出状态是_____________ 解：逻辑1、逻辑O、高阻态
S10214B 逻辑图和输入A, B 的波形如图所示，分析当输出 F 为“1”的时刻应是（ ）。 A. t ι B. t 2 C. t 3 解：A S10211I 图示逻辑电路的逻辑式为 ( )。 A. F =A B AB B. F=ABAB C. F=(A B)AB 解：B S10212I 逻辑电路如图所示，其功能相当于一个 （ A.门 B.与非门 C.异或门 解：C S10216B 图示逻辑电路的逻辑式为 （ ）。 A. F =A B +A B A B. F =AB AB C. F =AB+ A B 解：C S10217B 逻辑图如图（a ）所示，输入 A 、B 的波形如图 （b ）,试分析在t ι瞬间输出F 为（ ）。 A. “1” B. “ 0” C. 不定 解：B h (a) (b) S10218B 图示逻辑符号的逻辑状态表为 （ A. B. A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 C. 解：B T&] A —
组合逻辑电路的分析与设计 实验报告 院系：电子与信息工程学院班级：电信13-2班 组员姓名: 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。 2、掌握组合逻辑电路的设计方法。 二、实验原理 通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻，输出状态只取决于同一时刻各输入状态的组合，而与先前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。 1.组合逻辑电路的分析过程，一般分为如下三步进行：①由逻辑图写输出端的逻辑表达式；②写出真值表；③根据真值表进行分析，确定电路功能。 2.组合逻辑电路一般设计的过程为图一所示。 图一组合逻辑电路设计方框图 3.设计过程中，“最简”是指按设计要求，使电路所用器件最少，器件的种类最少,而且器件之间的连线也最少。 三、实验仪器设备 数字电子实验箱、电子万用表、74LS04、74LS20、74LS00、导线若干。 74LS00 74LS04 74LS20 四、实验内容及方法
1 、设计4线-2线优先编码器并测试其逻辑功能。 数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示，多位二进制数的排列组合叫做代码，给代码赋以一定的含义叫做编码。 (1)4线-2线编码器真值表如表一所示 4线-2线编码器真值表 (2)由真值表可得4线-2线编码器最简逻辑表达式为 1Y =((I 0′I 1′I 2I 3′)′(I 0′I 1′I 2′I 3)′) ′ 0Y =((I 0′I 1I 2′I 3′)′( I 0′I 1′I 2′I 3)′)′ (3)由最简逻辑表达式可分析其逻辑电路图 4线-2线编码器逻辑图 （4）按照全加器电路图搭建编码器电路，注意搭建前测试选用的电路块能够正常工作。 （5）验证所搭建电路的逻辑关系。 0I =1 1Y 0Y =0 0 1I =1 1Y 0Y =0 1 2I =1 1Y 0Y =1 0 3I =1 1Y 0Y =1 1 2、设计2线-4线译码器并测试其逻辑功能。