考研数电ppt第三章

考研数电课件

第3章 组合逻辑电路

所谓组合逻辑电路,是指该电路在任一时刻的输出状态仅由该时刻的输入信号决定,与电路在此信号输入之前的状态无关。组合电路通常由一些逻辑门构成,而许多具有典型功能的组合电路都已集成为商品电路。在电路变量较多、逻辑关系较复杂的情况下,还可以利用只读存储器(ROM)或可编程逻辑器件(PLD)等半定制器件来实现逻辑功能。本章首先介绍组合逻辑电路的基本知识,然后介绍组合逻辑电路的分析与设计方法,最后简单介绍可编程逻辑器件的基本概念,以及硬件描述语言VHDL的基本结构。按照逻辑功能的不同特点,一般将数字逻辑电路分为两大类:一类是组合逻辑电路(简称组合电路);另一类是时序逻辑电路(简称时序电路)。组合电路是由各种逻辑门构成的,其逻辑功能可以由一组逻辑函数确定。组合电路在任何时刻的输出信号的稳定值,仅仅与该时刻的输入信号有关,而与该时刻以前的输入信号无关。在理想情况下,若不计组合电路中各级逻辑门的延迟时间,则认为输出信号会随输入信号的变化而立即变化。输入信号存在,输出信号也存在;输入信号撤销,输出信号也随之消失。因此,组合电路没有记忆或存储功能。

图3.1所示是一个组合逻辑电路的框图,由输入变量、逻辑门及输出变量组成,逻辑门接收输入信号后产生输出信号。这是一个将输入的二进制数据信息转换成需要的输出数据的过程,其

图3.1 组合逻辑电路框图

电路就能用其真值表来详细说明。组合电路也可以用出变量,每个输出就是n个输入变量的逻辑函数。组合逻辑电路的基本问题是逻辑分析和逻辑设计。逻辑分析,就是根据给定的组合电路逻辑图,确定其逻辑功能,即找出输出与输入之间的逻辑关系。例如,在推敲某个逻辑电路的设计思想,或者评价某个逻辑电路技术指标的合理性,或者进行产品仿制、维修和改进时,分析的过程是很重要的。逻辑设计(或称逻辑综合),是逻辑分析的逆过程,即根据给定的逻辑功能要求,确定一个能实现这种功能的最简逻辑电路。尽管目前中规模集成电路和大规模集成电路已经普遍应用,但由基本逻辑门组成的组合电路的分析和设计方法仍是研究数字电路的重要基础。

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3.1 概 中n个二进制变量来自外部的信源;部的接收者。每个输入的逻辑1和逻辑每一种组合,只有一个可能的输出值与其相对应。把每个输入组合与其对应的输出值列成真值表,这样,一个组合

/输出变量实质上对应于二进制信号

0,n个输入变量有m个逻辑函数来描述,一个函数对应一个输m个输出变量送给外2n种输入组合,对于

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