东北大学：《数字逻辑与数字系统》课程教学资源（PPT电子教案，第3版）第3章 组合逻辑电路（3.9-3.10）

39用中规模集成电路构成的组 合逻辑电路的分析与设计 用中规模集成电路构成的组合逻辑电路 的分析 0>用中规模集成电路构成的组合逻辑电路 1000设计 00101010 01010010 10010010 10010101 00101001 0101000

3.9用中规模集成电路构成的组 合逻辑电路的分析与设计 ➢用中规模集成电路构成的组合逻辑电路 的分析 ➢用中规模集成电路构成的组合逻辑电路 的设计

例1试分析图示逻辑图的功能。 F 01010100 四选一MUXE 10010101 A 00101010 Do D1 D2 D3 01010010 10010010 解:如图是四选一数据选择器 由于A1=0,所以A40只有0080两种取值。 014=0,F=Da=1;4141=0时,F≌D=0 可见F=A=。实现了的功能F=A

例1 试分析图示逻辑图的功能。 D0 D1 D2 A0 A1 D3 F E 1 A 0 四选一MUX 解：如图是四选一数据选择器。 由于A1 =0，所以A1A0只有00和01两种取值。 A1A0 =00时，F=D0 =1；A1A0 =01时，F=D1 =0。 可见 F = A0 = A。实现了的功能F = A

例2试分析图示逻辑图的功能。 01010010 AA F 01010100B 四选一MUX 10010101 Do D D2 D3 00101010 01010010 00 0 解:四选一数据选择器的逻辑函数表达式为 10010010 000A1A0Db+A140D1+A140D2+AA6D 0010100 F=A146·0+%44·0+A4·0+A1A 0101000 AA=AB实现子与逻辑功能

例2 试分析图示逻辑图的功能。 D0 D1 D2 A0 A1 D3 F E 0 B 0 四选一MUX A 0 1 解：四选一数据选择器的逻辑函数表达式为 F = A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3 A A AB F A A A A A A A A = = =  +  +  +  1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 实现了与逻辑功能

例3试分析图示逻辑图的功能。 F B 01010100 四选一MUXE 10010DD1D2D3 当E=1时,F=0;当E0时, 00101010 四选一MUX具有“选择功 01010010 1000能”。A B=4 10010010 代入上式,得: 06(4D0+A4D1+A4D2+A4D.)万 00F=(BC1+BC.0+BC.0+BC.0)A 010100 ABC=AtB+E 2实现了或非功能

例3 试分析图示逻辑图的功能。 D0 D1 D2 A0 A1 D3 F E 1 B 0 四选一MUX A 0 0 C F = (A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3 )E 当 =1时，F=0；当 =0时， 四选一 MUX 具 有 “ 选择功 能” 。将A= ，B=A1，C=A0 代入上式，得： E E E ABC A B C F BC BC BC BC A = = + + = ( 1+ 0 + 0 + 0) 实现了或非功能

例4试分析图示逻辑图的功能。 E 0 E S 0 01010100D1 10010101 D MUX DEMUX F2 00101010 3 G 01010010 10010010 DDD 5 74LS151 74Ls138 10004241 数据分配 24140 00104001

例4 试分析图示逻辑图的功能。 A0 F0 “1” A2 A1 A0 A2 A1 A2 A1 A0 S3 S2 D0 S1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F G E 74LS151 MUX DEMUX 74LS138 E 数据分配 器

设计步骤 >1列真值表 2写逻辑函数表达式 y3,将逻辑函数表达式变换成与所用中规 模集成电路逻辑函数表达式相似的形式 00101010 034根据对比结果画出逻辑图 10010010 10010101 00101001 0101000

设计步骤 ➢⒈列真值表 ➢⒉写逻辑函数表达式 ➢⒊将逻辑函数表达式变换成与所用中规 模集成电路逻辑函数表达式相似的形式 ➢⒋根据对比结果画出逻辑图

说明 用中规模集成电路(MSI设计组合电路的基本 方法是比较法。比较逻辑函数表达式或比较真 01010值表。比较时可能出现以下几种情况: 100()组合电路的逻辑函数与某种MS的逻辑函数 000样并,选用该种MSI效果最好 010(2)组合电路的逻辑函数表达式是某种MSI的逻辑 100数表达式的一部分,对多出的输入变量和乘 00o积项适当处理(接1或接0),即可得到组合电 00路的逻辑函数。或者用多片MS和少量的逻辑门 进行扩展得到组合电路的逻辑函数 01010

➢ 用中规模集成电路（MSI）设计组合电路的基本 方法是比较法。比较逻辑函数表达式或比较真 值表。比较时可能出现以下几种情况： ➢ ⑴组合电路的逻辑函数与某种MSI的逻辑函数一 样，选用该种MSI效果最好。 ➢ ⑵组合电路的逻辑函数表达式是某种MSI的逻辑 函数表达式的一部分，对多出的输入变量和乘 积项适当处理（接1或接0），即可得到组合电 路的逻辑函数。或者用多片MSI和少量的逻辑门 进行扩展得到组合电路的逻辑函数。 说明

说明北大学 >(3)多输入、单输出的组合电路的逻辑函数, 选用数据选择器较方便,多输入、多输出的 0100组合电路的逻辑函数选用译码器和逻辑门较 100好。 009(4当组合电路的逻辑函数与MS的逻辑函数 000相同之处较少时,不宜选用此几种MS芯片。 10010010 10010101 00101001 0101000

➢⑶多输入、单输出的组合电路的逻辑函数， 选用数据选择器较方便，多输入、多输出的 组合电路的逻辑函数选用译码器和逻辑门较 好。 ➢⑷当组合电路的逻辑函数与MSI的逻辑函数 相同之处较少时，不宜选用此几种MSI芯片。 说明

例1试用3线-8线译码器实现一组 多输出逻辑函数 Z=AC+AbC Abc Z,= bc +Abc Z3=A+AB( Z=ABC+bc+ abc 4 0I H:Z=AC+ ABC+ABC=ABC+ ABC ABC+ABC 10010101 m+m ++m 00101010 BC+ AbC=abC +AbC+ abc 01010010 m,+m +m 10010010 100101013= A+ABC=ABC+ABC+ABC+ABC +ABC 00101001 m1+m6+m3+m4+ 0101001 Z4=ABC BC+ ABC= ABC tABC +ABC+/ABC m2 f+,-

例1 试用3线-8线译码器实现一组 多输出逻辑函数： Z1 = AC + ABC + ABC Z2 = BC + ABC Z3 = A+ ABC Z4 = ABC + BC + ABC 4 6 3 5 1 m m m m Z AC AB C ABC ABC ABC AB C ABC = + + + = + + = + + + 3 7 1 2 m m m Z B C ABC AB C ABC ABC = + + = + = + + 7 6 5 4 3 3 m m m m m Z A AB C ABC ABC ABC ABC AB C = + + + + = + = + + + + 2 0 4 7 4 m m m m Z ABC BC ABC ABC ABC ABC ABC = + + + = + + = + + + 解：

北大学 h,●m,●m.●m 21 0101OUT F●F,●F●F 「&1「 01010100 1002=m1·m2m 00101010 =F,F,●F 01010010 7 FoFFFFFSFF 1004m2·m4·m5m2m 1001FF·F·F6°F 74138 00101001 39 24=mm2·m·m2 F0·F2·F4·F 5V dB oe

3 4 5 6 1 3 4 5 6 F F F F Z m m m m = • • • = • • • 1 3 7 2 1 3 7 F F F Z m m m = • • = • • 3 4 5 6 7 3 3 4 5 6 7 F F F F F Z m m m m m = • • • • = • • • • 0 2 4 7 4 0 2 4 7 F F F F Z m m m m = • • • = • • • F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 74138 S1 S2 S3 A2 A1 A0 5V A B C Z1 Z2 Z3 Z4 & & & &