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组合逻辑电路设计优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据给定的逻辑功能,写出最简的逻辑函数式,并根据逻辑函数式构成相应组合逻辑电路的过程称为组合逻辑电路的设计。组合逻辑电路设计的一般步骤如下:根据给出的条件和最终实现的功能,首先定出逻辑变量和逻辑函数,并用相应字母表示出来,其次用0和1各表示一种状态,由此找出逻辑变量和逻辑函数之间的关系。当今,中、大规模集成电路的出现,使组合逻辑电路在设计概念上也随之发生了很大的变化。

组合逻辑电路设计优化方案

根据给定的逻辑功能,写出最简的逻辑函数式,并根据逻辑函数式构成相应组合逻辑电路的过程称为组合逻辑电路的设计。显然,设计与分析互为逆过程。

组合逻辑电路设计的一般步骤如下:

(1)根据给出的条件和最终实现的功能,首先定出逻辑变量和逻辑函数,并用相应字母表示出来,其次用0和1各表示一种状态,由此找出逻辑变量和逻辑函数之间的关系。

(2)根据逻辑变量和逻辑函数之间的关系列出真值表,根据真值表写出逻辑表达式。

(3)化简逻辑函数。

(4)根据最简逻辑表达式画出相应逻辑电路。

【例5.3】 设计一个多数表决器,三人参加表决,多数通过,少数否决。

解 (1)逻辑变量和逻辑函数及其状态的设置。根据题目的要求,表决人对应输入逻辑变量,设用A、B、C表示;表决结果对应输出逻辑函数,用字母F表示。

设输入为“1”时,表示同意,为 “0”时,表示否决;输出为 “1”时为通过,为“0”时,提案被否决。

(2)列出相应真值表,见表5.4。

表5.4 [例5.3]电路真值表

(3)写出逻辑函数表达式并化简。由于真值表中的每一行对应一个最小项,所以将输出为“1”的最小项用 “与”项表示后进行逻辑加,即可得到逻辑函数的最小项表达式。在写最小项时,逻辑变量为“0”时用反变量表示,为1时用原变量表示。

用卡诺图化简,如图5.15所示。(www.xing528.com)

化简结果为

(4)根据逻辑函数式可画出逻辑电路图。由于实际制作逻辑电路的过程中,一块集成芯片上往往有多个同类门电路,所以在构成具体逻辑电路时,通常只选用一种门电路,而且一般选用与非门的较多。因此,此多数表决电路的逻辑函数式可利用反演率,很容易得到与非与非式,即

图5.15 [例5.3]卡诺图

图5.16 [例5.3]逻辑电路图

这样,就得到了如图5.16所示的由4个与非门构成的多数表决器逻辑电路。

当今,中、大规模集成电路的出现,使组合逻辑电路在设计概念上也随之发生了很大的变化。现在已经有了逻辑功能很强的组合逻辑器件,灵活地应用它们,将会使组合逻辑电路在设计时事半功倍。

本节重要知识点学习检测

1.分析图5.17所示电路的逻辑功能。

2.设计一个三变量判奇电路。

图5.17 重要知识点学习检测题5.2.1逻辑电路图

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