【数电专栏】

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1 组合逻辑电路的分析和设计方法1.1 组合逻辑电路的特点及描述1.2 组合逻辑电路的分析（电路>>功能）1.3 组合逻辑电路的门级电路设计（功能>>电路）

1 组合逻辑电路的分析和设计方法

1.1 组合逻辑电路的特点及描述

<1>逻辑电路分类

根据逻辑功能的不同，可把数字电路分为组合逻辑电路（Combinational Logic Circuit）和时序逻辑电路（Sequential Logic Circuit）两大类。

<2>组合逻辑电路的特点

功能上——任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。（入变出即变）

电路结构上——只有逻辑门组成，不包含记忆元件，输出和输入之间不存在反馈回路。

<3>逻辑功能的描述

1.2 组合逻辑电路的分析（电路>>功能）

<1>基本概念

分析：已知电路形式，找出输入、输出的逻辑关系（电路功能）

目的：求出逻辑功能或证明给定的逻辑功能正确与否

<2>组合逻辑电路的一般分析方法

Step1：从输入到输出逐级写出逻辑函数式，最后得到输入变量表示的输出逻辑函数式子；

Step2：用公式法或卡诺图化简逻辑函数式

Step3：列出真值表

Step4：分析描述电路的逻辑功能

例子：已知逻辑电路如图所示，分析该电路逻辑功能。

（1）写出各输出的逻辑函数表达式：

（2）化简逻辑电路的输出函数表达式（这里不需要）

（3）列出真值表

（4）分析逻辑功能

该电路实现的是同或逻辑功能。

1.3 组合逻辑电路的门级电路设计（功能>>电路）

<1>基本概念

设计：已知输入、输出的逻辑关系（电路功能），完成电路形式。

目的：实现最简化的某种逻辑功能电路。

所谓设计：即根据给出的实际逻辑问题，求出实现这个逻辑功能的最简逻辑电路

所谓最简：是指所用器件最少，器件种类最少，而且器件之间的连线也最少。

<2>一般设计步骤

1 进行逻辑抽象：

分析事件的因果关系，确定输入和输出变量定义逻辑状态（0或1）的含义根据给定的因果关系列出真值表

2 写出逻辑函数式（根据真值表）

3 选定器件的类型

4 将逻辑函数化简或交换成适当形式

5 画出逻辑电路图

例子：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路

（1）进行逻辑抽象：

（2）写出逻辑表达式

（3）选用小规模SSI器件

（4）化简逻辑表达式

（5）画出逻辑图

若用"与非-与非"门实现：

通过两次求反，利用摩根定律将表达式化为与非-与非表达式

图片来源：《数字电子技术基础》 国防科技大学