组合逻辑电路的分析.ppt

2023/8/22,数字电子技术,1,3.3 组合逻辑电路的分析,分析的目的：确定电路的逻辑功能。分析的步骤：(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；(2)化简和变换各逻辑表达式；(3)列出真值表；(4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。,2023/8/22,数字电子技术,2,例3.3.1 分析所示逻辑电路的功能。,解：,(1)据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式,2023/8/22,数字电子技术,3,(3)分析功能：为三位数奇偶校验电路。,2023/8/22,数字电子技术,4,式中：,画波形图进行分析：根据输入波形，逐级画出输出波形；根据输入、输出波形关系确定电路功能。,2023/8/22,数字电子技术,5,例3.3.2 分析所示逻辑电路的功能。,解：,(1)据逻辑图写出逻辑表达式,并化简,2023/8/22,数字电子技术,6,(2)列真值表,(3)分析功能：符合二进制相加原则，A、B为两加数，S为和，C为高位进位；该电路为运算器中的半加器。,2023/8/22,数字电子技术,7,画波形图分析：根据输入波形，逐级画出输出波形。,2023/8/22,数字电子技术,8,3.4 组合逻辑电路的设计,设计的步骤：(1)根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表；(2)由真值表写出逻辑表达式；(3)简化和变换逻辑表达式，画出逻辑图。,2023/8/22,数字电子技术,9,例3.4.1 用2输入与非门和反相器设计一个3输入（I0、I1、I2）、3输出（L0、L1、L2）的信号排队电路。其功能为：当I0为1时，无论I1和I2为1还是0，输出L0为1，L1和L2为0；当I0为0且I1为1，无论I2为1还是0，输出L1为1，其余两个输出为0；当I2为1且I0和I1均为0时，输出L2为1，其余两个输出为0；如I0、I1、I2均为0，则L0、L1、L2也均为0。,2023/8/22,数字电子技术,10,如I0、I1、I2均为0，则L0、L1、L2也均为0。,解：,(1)据题意，列出真值表。,2023/8/22,数字电子技术,11,当I0为1时，无论I1和I2为1还是0，输出L0为1，L1和L2为0；,2023/8/22,数字电子技术,12,当I0为0且I1为1，无论I2为1还是0，输出L1为1，其余两个输出为0；,2023/8/22,数字电子技术,13,当I2为1且I0和I1均为0时，输出L2为1，其余两个输出为0；,2023/8/22,数字电子技术,14,(2)据真值表写出各输出逻辑表达式。,2023/8/22,数字电子技术,15,(3)据要求将上式变换为与非形式。,(4)画逻辑图。用三个2输入与非门和五个反相器。,74LS00一片，74LS04一片。,2023/8/22,数字电子技术,16,3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险,实际中，从信号输入到稳定输出需要一定的时间，即延迟时间。由于从输入到输出过程中，不同通路上门的级数不同，或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。由于此原因，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。,2023/8/22,数字电子技术,17,3.5.1 产生竞争冒险的原因,竞争：G2的两输入信号分别由G1和A端两个路径在不同时刻到达的现象。冒险：由竞争而产生输出干扰脉冲的现象。,2023/8/22,数字电子技术,18,进一步分析产生竞争冒险的原因：,冒险现象出现的原因：当电路中存在反相器产生的互补信号，且在互补信号的状态发生变化时可能出现冒险现象。,2023/8/22,数字电子技术,19,3.5.2 消去竞争冒险的方法,1.发现并消掉互补变量,例：,在B=C=0时，,据此逻辑表达式组成的逻辑电路，可能出现竞争冒险。,若,经过变换,则消去，不会出现竞争冒险。,2023/8/22,数字电子技术,20,2.增加乘积项,例：,对P114 图3.5.2a所示逻辑电路，增加乘积项AB。则。,当A=B=1时，G5输出为1，G4输出为1；则L不会出现负跳变窄脉冲，即消除了竞争冒险。,2023/8/22,数字电子技术,21,3.输出端并联电容器,在逻辑电路较慢速度下工作时，为消去竞争冒险，可在输出端并联一电容器，容量为420pF;即在P114 图3.5.2a的输出端并联电容C，由于输出电阻R的存在，使输出波形上升沿和下降沿变化比较缓慢，对很窄的负跳变，脉冲起平波作用。此时，输出端不会出现逻辑错误。,