电子技术基础三组合逻辑电路.ppt
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第4章组合逻辑电路,组合电路分析组合电路设计竞争冒险VHDL,周一周四,第1题,第2题,第3题,第4题,第5题,第6题,第7题,第8题,第9题,第10题,第11题,第12题,第13题,第14题,第15题,第22题,第16题,第17题,第18题,第19题,第20题,第21题,第23题,第24题,第25题,第26题,3.1试分析图3.60所示组合逻辑电路的逻辑功能,写出逻辑函数表达式,列出真值表,说明电路完成的逻辑功能。
解,(a)(b)(c),该电路完成四变量异或运算,异或能将成对的1抵消,该电路功能为四变量判奇,该电路是全加器,A、B是两个加数,C是低位进位,L1是本位和,L2是本位进位,该电路是1位数值比较器,L1是AB,L2是A=B,L3是AB,(a)简化真值表,(b)真值表,(c)真值表,3.2图3.61是一密码锁控制电路。
开锁条件是:
拨对密码;钥匙插入锁眼将开关S闭合。
当两个条件同时满足时,开锁信号为1,锁被打开。
否则,报警信号为1,接通警铃。
试分析密码ABCD为多少?
解:
由电路写出表达式,G1,G2,密码ABCD值为:
0101,3.3设有四种组合逻辑电路,它们的输入波形(A、B、C、D)如图3.62所示,其对应的输出波形分别为W、X、Y、Z,试分别写出它们逻辑表达式并化简。
解,3.4X、Y均为四位二进制数,它们分别是一个逻辑电路的输入和输出。
设:
当0X4时,Y=X+1;当5X9时,Y=X-1,且X不大于9。
(1)试列出该逻辑电路完整的真值表;
(2)用与非门实现该逻辑电路。
3.5设计一交通灯监测电路。
红、绿、黄三只灯正常工作时只能一只灯亮,否则,将会发出检修信号,用两输入与非门设计逻辑电路,并给出所用74系列的型号。
*用2输入与非门实现3输入与非先将其中两个两次求反,将结果再和第3个求与非,3.6试用优先编码器74LSl48和门电路设计医院优先照顾重患者呼唤的逻辑电路。
医院的某科有一、二、三、四间病房,每间病房设有呼叫按钮,护士值班室内对应的装有一号、二号、三号、四号指示灯。
患者按病情由重至轻依次住进14号病房。
护士值班室内的四盏指示灯每次只亮一盏对应于较重病房的呼唤灯。
3.7试用译码器74LSl38和适当的逻辑门设计一个三位数的奇校验器。
3.8试用译码器74LSl38和与非门实现下列逻辑函数:
(1),
(2)表中D为常量0,因此只用前3变量,3.9某一组合逻辑电路如图3.63所示,试分析其逻辑功能。
1,3,5,7,9(即奇数)输入信号有效时,输出为高电平,发光二极管点亮,3.10试用译码器74LSl38和适当的逻辑门设计一个一位数的全加器。
3.11试用译码器74LSl38和适当的逻辑门设计一个组合电路。
该电路输入X与输出L均为三位二进制数。
二者之间的关系如下:
当2X5时,L=X+2;当X5时,L=0。
3.12试用三片3线-8线译码器74LSl38组成5线-24线译码器。
当A4A3=1时片工作,片不工作当A4A3=01时片工作,片不工作当A4A3=10时片工作,不工作,3.13试用一片4线-16线译码器74LSl54组成一个5421BCD码十进制数译码器。
3.14由数据选择器组成的逻辑电路如图3.64所示,试写出电路的输出函数表达式。
3.15试用四选一数据选择器实现下列逻辑函数:
3.16试用四选一数据择器设计一判定电路。
只有在主裁判同意的前提下,三名副裁判中多数同意,比赛成绩才被承认,否则,比赛成绩不被承认。
3.17试画出用两个半加器和一个或门构成一位全加器的逻辑图,要求写出Si和Ci的逻辑表达式。
3.18利用四位集成加法器74LS283实现将余3码转换为8421BCD码的逻辑电路。
解:
减去一个数等于加上这个数的补码,而补码等于原码的反码加1,3.19利用四位集成加法器74LS283和适当的逻辑门电路,实现一位余3代码的加法运算,画出逻辑图。
(提示:
列出余3代码的加法表,再对数进行修正)。
解:
A和B是余3码,和为S是8421码,C是进位A+B9不用修正A+B10减6修正表中当C=0要作减6修正,3.20设:
A、B均为三位二进制数,利用四位二进制加法器74LS283,实现一个L=2(A+B)的运算电路。
解:
二进制数向高位移动一位,相当于完成乘2运算,用乘以2后的数相加完成所要求运算,注意A,B的低位要补0,3.21图3.65是3线-8线译码器74LSl38和八选一数据选择器74LSl51组成的电路,试分析整个电路的功能。
八选一数据选择器74LSl51的功能见表3.23所示。
解:
74LS138和74LS151均处于正常工作状态L的表达式如下,表达式表明:
当b2b1b0=a2a1a0时输出的L=0,否则L=1电路功能是3位数据不等比较器,3.22试用十六选一数据选择器和两个异或门,实现一个八用逻辑电路,其逻辑功能要求如表3.24所示。
由循环码S2S1S0求对应二进制码D3D1D0,解:
对于4选1数据选择器有,对于如下的Di组合有,第4章组合逻辑电路习题,概述常用组合电路分析组合电路设计组合电路竞争冒险,作业A组B组,第1题,第2题,第3题,第4题,第5题,第6题,第7题,第8题,第9题,第10题,第11题,第12题,第13题,第14题,第15题,第22题,第16题,第17题,第18题,第19题,第20题,第21题,4.1组合逻辑电路在功能和电路组成上各有什么特点?
组合逻辑电路在功能上的特点是:
任何时刻的输出仅仅取决于当时的输入信号。
组合逻辑电路在组成上的特点是:
不含记忆元件。
4.2什么叫编码?
编码器有什么样的逻辑功能?
用二进制代码表示特定信息的过程称为编码。
能完成编码功能的电路称为编码器。
4.3什么叫优先编码器?
在优先编码表中,为什么在被排斥的变量处打“X”?
能对输入信号设置优先级并总是对优先级最高的一个输入信号进行编码的编码器称作优先编码器。
变量处打“X”表示该变量不管取什么值对输出没有影响,在写出函数与或式中表示这是一个并项后消去的因子。
4.4什么叫译码器?
译码器有哪些功能和用途?
能将二进制代码所表示的信息翻译成对应输出的高、低电平信号的电路称为译码器。
显示译码器能控制显示器显示数字;二进制译码器除能完成译码外还能用来产生组合电路。
4.5什么叫数据选择器?
数据选择器有什么功能和用途?
能从一组输入数据选出其中的一个数据作为输出的电路叫做数据选择器。
数据选择器除能完成数据选择外还能用来产生组合电路。
4.6分析下图电路的逻辑功能,写出Y1、Y2的函数表达式,列出真值表,指出电路完成什么功能。
该电路是全加器,Y1是本位和,Y2是本位进位;A、B看作两个加数,C就是来自低位的进位,4.7写出下图所示电路的逻辑函数表达式,其中以S3、S2、S1、S0作为控制信号,A、B作为输入数据,列表说明输出Y在S3S0的作用下与A、B的关系。
4.8已知输入信号A、B、C、D的波形如图示,选择集成逻辑门设计实现产生输出F的组合逻辑电路。
1、由波形图得到真值表,2、由真值表得到化简式,3、由函数式画出逻辑电路,4.9分析下图所示的电路,写出Y1、Y2、Y3的函数表达式。
图中的集成电路是4线10线译码器。
该译码器的输出是D、C、B、A变量的非,写出表达式并转换,4.10用与非门设计4变量的多数表决器电路。
当输入变量A、D、C、D中有3个或3个以上为1时输出为1,输入为其他状态时输出为0。
1、列出简化真值表,2、化简并转换成与非与非式,3、用与非门画出电路,4.11用异或门设计4位二进制码到4位循环码的代码转换电路。
思考题:
如何用异或门设计4位循环码到4位二进制码的代码转换电路。
4.12试画出用3线-8线译码器74LSl38和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。
画图过程,4.13试画出用两片3线-8线译码器74LSl38和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。
1、将函数写成ABCD的最小项表达式,2、用两片74LS138扩充成416线译码器,下面为高位片,3、用3个与非门实现函数,画图过程,4.14用译码器74LSl38实现1位全减器的设计。
1、列出全减器的真值表(其中SO为A减B的本位差,BO为本位借位BI为来自低位的借位,2、写出函数最小项的与非与非式,3、添加两个与非门完成电路,4.15分析下图电路,写出输出Z的逻辑表达式。
图中的74LSl51是8选1数据选择器。
1、由图得到函数并化简(其中的最小项是ABC变量的最小项),4.16用8选1数据选择器74LSl51实现下列函数。
(1)F(A,B,C,D)=m(1,2,3,5,6,8,9,12);,1、画出函数的卡诺图,2、函数的降维卡诺图,3、画出8选1数据选择器卡诺图,4、对照两卡诺图画出连线图,
(2)F(A,B,C,D,E=m(1,2,3,4,7,8,10,13,14,17,19,20,21,23,24,26,28,30,31)。
采用两片8选1扩展成16选1数据选择器,再用一次降维如果用1片数据选择器要进行两次降维,但输入端所加元件太多,画图过程,4.17设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路,要求改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮。
要求用数据选择器来实现。
解:
1、分析:
3个开关A、B、C扳上为1,扳下为0,因为3个开关,任何一个状态发生变化,都会使3变量的奇偶性发生变化,所以用3变量奇校验器结果F来控制灯的亮灭,F=0灯灭,F=1灯亮。
2、画ABC奇校验器卡诺图,3、画数据选择器卡诺图,4、对照卡诺图画出电路连线,4.18试用4位并行加法器74LS283设计一个加减运算电路。
当控制信号M=0时它将两个输入的4位二进制数相加,而M=1时它将两个输入的4位二进制数相减。
允许附加必要的门电路。
解:
减一个数等于加上这个数的补码,一个数的补码等于它的各位求反加1,对1个变量异或1等于它的反,异或0等于原变量,用4个异或门完成各位求反,用进位CI完成加1。
加补码有进位表示减法无借位,无进位表示减法有借位。
4.19能否用一片4位并行加法器74LS283将余3代码转换成8421BCD代码?
如果可能,应当如何连线?
解法1:
1、分析:
余3码为c3c2c1c0,8421BCD码为b3b2b1b0,它们间的关系b3b2b1b0=c3c2c1c00011由于减0011等价于加0011的补码1101,上式可写成b3b2b1b0=c3c2c1c0+11012、用加法器完成的加法运算的连线,解法2:
0011的补码等于它的反码1100加1,加1用来自低位的进位实现,4.20试用两个4位数值比较器组成3个数的判断电路。
要求能够判别3个4位二进制数A(a3a2a1a0)、B(b3b2b1b0)、C(c3c2c1c0)是否相等,A是否最大,且是否最小,并分别给出“3个数相等”、“A最大”、“A最小”的输出信号。
可以附加必要的门电路。
(语义不准确,是否允许有两个以上的最大),解:
按允许两个以上最大进行设计,4.21某化学实验室有化学试剂24种,编为124号,在配方时,必须遵守下列规定:
(1)第1号不能与第15号同时使用;
(2)第2号不能与第10号同时使用;(3)第5、9、12号不能同时使用;(4)用第7号时必须同时配用第18号:
(5)用第10、12号时必须同时配用第24号。
(语义不准确,按10、12号同时使用时必须配24号处理)请设计一个逻辑电路,能在违反上述任何一个规定时,发出报警指示信号。
解:
用A1-A24代表24种试剂,使用取1,未使用取0,报警函数为F,报警取1,不报警取0,写出表达式如下,
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- 电子技术 基础 组合 逻辑电路