重庆大学：《数字电子技术基础 Digital Electronics Technology》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 组合逻辑电路

第四章组合逻辑电路 数字电路: 组合逻辑电路 时序逻辑电路 f1(x1,x2,…,xn) 2=f2(x1,x2,…,xn) x3 组合逻辑电路 fm(x1,x2,…,xn) 图4-1一般框图 组合电路特点: 任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态 无关。 逻辑图描述 逻辑功能的描述: 逻辑函数式描述 国大信 直值表描述

1 重大通信 学院•何伟 第四章 组合逻辑电路 数字电路： 组合逻辑电路 时序逻辑电路 组合电路特点： 任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态 无关。 逻辑图描述 逻辑函数式描述 直值表描述 逻辑功能的描述：

主要内容 4.1组合逻辑电路分析 国大信

2 重大通信 学院•何伟 第四章 组合逻辑电路 主要内容 4.1 组合逻辑电路分析 4.2 组合逻辑电路设计 4.3 组合逻辑电路的冒险现象

41组合逻辑电路分析 分析目的: 找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系,了解其逻 辑功能。 分析步骤 ①电路→逻辑函数式 ②化简 ③逻辑函数式→真值表 ④逻辑函数式、真值表概招出>逻辑功能 国大信

3 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 分析目的： 找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系，了解其逻 辑功能。 分析步骤： ①电路→逻辑函数式 ②化简 ③逻辑函数式→真值表 ④逻辑函数式、真值表 逻辑功能 概括出 ⎯⎯⎯⎯→

41组合逻辑电路分析 例】 ①逻辑函数式 a=AB F B=Aa=A AB=A B B Y=Ba=B AB=B A F=B=AB·BA=AB+AB图4-1-1异或电路逻辑图 ②真值表 ③逻辑功能:显然逻辑功能是“异或”功能 国大信

4 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 【例】 ②真值表 ③逻辑功能：显然逻辑功能是“异或”功能 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ①逻辑函数式

41组合逻辑电路分析 4.11全加器 1.半加:不考虑进位的两个二进制数相加 半加器:实现半加运算的电路。 A B F CO AB =ILF A 0110 0001 B OHcO co 1 真值表 逻辑图 符号 F=AOB=AB+AB CO=AB 国大信 5

5 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 4.1.1 全加器 A B F CO 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 真值表 A B =1 F & CO 逻辑图 A B Σ F CO CO 符号 F = AB = AB + AB CO = AB 1. 半加：不考虑进位的两个二进制数相加； 半加器：实现半加运算的电路

41组合逻辑电路分析 2全加:考虑了低位进位的两个二进制数相加(实际上是3个二 进制数相加) 全加器:实现全加器运算的电路。 表4-1-2全加器真值表 CO A 0 B 0 CO C 符号 图4-1-2一位全加器 F=AOBOCI=CiAB+cab+cab+ CIAB CO=(AGB)CI·AB=(A⊕B)CI+AB=ABCI+ABCI+AB B.CI+A·CI+AB 国大信 MSI:74LS183(双全加器)

6 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 2.全加：考虑了低位进位的两个二进制数相加（实际上是3个二 进制数相加） A B Σ F CI CO CO 符号 F = A B CI = CI AB + CIAB + CIA B + CIAB B CI A CI AB CO A B CI AB A B CI AB AB CI AB CI AB =  +  + = (  )  =（  ） + =  +  + 全加器：实现全加器运算的电路。 MSI：74LS183(双全加器)

41组合逻辑电路分析 3.串行进位加法器 组成:低位的进位输出接高位的进位输入。如图4-1-4(P108) ACO↓F3 F F cO CO CO cO B, A Bo A 图4-1-44位逐位进位加法器 缺点:速度慢(最大时延=4个全加器的传输延迟)。 MSI: T692 国大信 7

7 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 3．串行进位加法器 组成：低位的进位输出接高位的进位输入。如图4-1-4（P108） 缺点：速度慢（最大时延=4个全加器的传输延迟）。 MSI：T692

41组合逻辑电路分析 4.超前进位加法器 原理:通过逻辑电路事先得出每一位全加器的进位输入信号,而 无需再从最低位开始向高位逐位传递进位信号 +0 111 110 1 电路:如图4-1-5(P109) 注意:电路复杂程度↑运算时间 优点:运算结果只需三级门的延迟,进位输出只需二级门的延迟。 缺点:电路复杂 MSI:74LS283,CC4008 国大信 8

8 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 4.超前进位加法器 原理：通过逻辑电路事先得出每一位全加器的进位输入信号，而 无需再从最低位开始向高位逐位传递进位信号。 注意：电路复杂程度↑ ⎯⎯⎯→运算时间 换取 优点：运算结果只需三级门的延迟，进位输出只需二级门的延迟。 缺点：电路复杂 MSI ：74LS283,CC4008 电路：如图4-1-5(P109) 0 1 1 + 0 1 1 1 1 0

CO49) l1)B4 (12M4 ■■i F410) (15)B & P (14)A F313) (2)B2 co 3)42 图4-1-64位全加器逻辑符号 F(1) (6B1 5M1 国大信 (), F4(4) 图4-1-54位超前进位全加器

9 重大通信 学院 •何伟

41组合逻辑电路分析 412编码器 1.普通编码器(不允许两个或两个以上的输入有效) 编码:在选定的一系列二进制数码中,赋予代码特定含义的过程。 编码器:执行编码功能的电路。 3位二进制编码器的真值表 100000 人9/XI 出 101000000 00100000 400010000 00001000 500000 00000010 1000000 Y0000 Y 101 3位二进制(8线 3线)编码器的框图 国大信

10 重大通信 学院•何伟 4.1 组合逻辑电路分析 1.普通编码器（不允许两个或两个以上的输入有效） 编码：在选定的一系列二进制数码中，赋予代码特定含义的过程。 编码器：执行编码功能的电路。 4.1.2 编码器