《数字逻辑设计及应用》第4章（4-3） 组合逻辑电路综合(设计)

数字逻辑设计及应用 第4章组合逻辑设计原理 第三部分 组合逻辑电路综合设计)

第4章 组合逻辑设计原理 第三部分 组合逻辑电路综合(设计) 数字逻辑设计及应用

4.3组合电路的综合 根据给出的实际问题, 求出实现这一逻辑功能的电路。 进行逻辑抽象,得到真值表或逻辑函数式 选择器件的类型 颦逻辑化简或变换成适当的形式 电路处理,得到电路图

4.3 组合电路的综合 根据给出的实际问题， 求出实现这一逻辑功能的电路。 进行逻辑抽象，得到真值表或逻辑函数式 选择器件的类型 逻辑化简或变换成适当的形式 电路处理，得到电路图

例:设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路 正常工作状态 故障状态 o00000000ooo 1、进行逻辑抽象: 输入变量:红R黄Y绿G三盏灯的状态○● 灯亮为1,不亮为0 ○③○ 输出变量:故障信号F 正常工作为0,发生故障为1

正常工作状态 故障状态 1、进行逻辑抽象： 输入变量：红R 黄Y 绿G 三盏灯的状态 灯亮为1，不亮为0 输出变量：故障信号F 正常工作为0，发生故障为1 例：设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路

例:设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路 正常工作状态 真值表 R YGF 00o1 1、进行逻辑抽象: 001 010 输入变量:红R黄Y绿G三盏灯的状态o1|11 灯亮为1,不亮为0 00 输出变量:故障信号F 1011 1101 正常工作为0,发生故障为1

正常工作状态 1、进行逻辑抽象： 输入变量：红R 黄Y 绿G 三盏灯的状态 灯亮为1，不亮为0 输出变量：故障信号F 正常工作为0，发生故障为1 例：设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 R Y G F 真 值 表 1 1 1 1 1

2、用门电路设计 1、逻辑抽象 写出逻辑函数式并化简 真值表 R YGF RY RY 00o1 G00011110 001 0‖1 010 R. 0111 00 YG RG 1011 1101 FERYG+R'Y+R'G+YG

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 R Y G F 真 值 表 1 1 1 1 1 2、用门电路设计 1、逻辑抽象 写出逻辑函数式并化简 F = R’·Y’·G’ + R·Y + R·G + Y·G R’·Y’·G’ R·Y Y·G R·G G RY 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 1

3、电路处理F=RYG"+RY+RG+YG R G

3、电路处理 F = R’·Y’·G’ + R·Y + R·G + Y·G R Y G F

4.3组合电路的综合 「用门电路 函数化简 「选定 电路处理 问题逻辑 器件 电路 描述抽象 类型 实现 将函数 式变换 「真值表 或 用MS|组合 MS:中规模集成(电路) 函数式 电路或PLD。PLD可编程逻辑电路

问题 描述 4.3 组合电路的综合 逻辑 抽象 选定 器件 类型 函数化简 电路处理 将函数 式变换 电路 实现 真值表 或 函数式 用门电路 用MSI组合 电路或PLD MSI:中规模集成（电路） PLD:可编程逻辑电路

4.5定时冒险 稳态特性和瞬态特性 steady-state behavior transient behavior 电路延迟 A 冒险( hazard) A A 尖峰

4.5 定时冒险 稳态特性 和 瞬态特性 steady-state behavior & transient behavior 电路延迟 冒险（hazard） A A’ A F F 尖峰

静态冒险 静态-1型冒险 静态0型冒险 A A 输出端在一定条件下, 输出端在一定条件下, 能简化成: 能简化成: F=(A·A)=A+A′ FE(A+A=A'A 一主要存在于 主要存在于 “与一或”电路中 或一与”电路中

静态冒险  静态-1型冒险  静态-0型冒险 主要存在于 “与－或”电路中 A F A F 输出端在一定条件下， 能简化成： F = (A·A’)’ = A+A’ 输出端在一定条件下， 能简化成： F = (A+A’)’ = A·A’ 主要存在于 “或－与”电路中

利用卡诺图发现静态冒险 XY 200011110 若卡诺图中 0 1圈与圈之间有相切现象 则可能出现静态冒险。 消除冒险的方法: 引入额外项乘积项覆盖冒险的输入对。 F=XZ′+YZ+XY

利用卡诺图发现静态冒险 Z XY 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 若卡诺图中， 圈与圈之间有相切现象， 则可能出现静态冒险。 消除冒险的方法： 引入额外项乘积项覆盖冒险的输入对。 F = X·Z’ + Y·Z + X·Y