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1、组合逻辑电路的分析与设计 习题课,201159 天津财经大学 信科系 周金,例1. 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路，每一组 信号灯由红黄绿三盏灯组成。正常情况下，任何时刻总有一 盏灯电量，且仅有一盏灯点亮。而出现其他五种点亮状态时， 电路发生故障，这时要求发出故障信号，以提醒工程师维护。 分析设计：输入变量应为红黄绿；输出为故障状态。发生故 障时报警，输出高电平1。 以下为故障状态，共5种。,定义输入变量和输出变量 以等的两与灭定义为输入变量，灯亮时为高电平，灯灭时为 低电平；如果电路工作状态不正常，报警输出高电平。 (2) 真值表,(3) 画出卡诺图,例题2.试分析如图所示的组合逻
2、辑电路的功能。,解：（1）推出逻辑表达式,（2）对该逻辑表达式进行化简,（3）根据化简后的逻辑表达式列出真值表,真值表,（4）分析逻辑功能 S为两加数相加后的一位 和、C为两加数相加后的进位 值。可见，该电路实现了加法器的功能。由于这种加法器不计低位来的进位，所以称“半加器”。,例3. 根据表1所示的真值表，设计逻辑电路。,JHR,解（1）根据真值表写出输入和输出的逻辑关系其方法是：变量取值为1时，用原变量表示；取值为0时，用反变量表示，将输出为1的项相加即为逻辑表达式。,（2）化简逻辑表达式,A,BC,JHR,化简得：,（3）由化简后的逻辑函数表达式画出逻辑电路图 用与非门来实现：,例4.
3、设计一个投票表决器，三个投票人分别为A、B、C，按规定只要二人以上同意才能通过。 解：设投同意票为“1”表示，不同意票为“0”；输出为“1”表示通过，为“0”表示不通过。,第一步：由逻辑关系列出真值表,JHR,真值表,第二步：由真值表写出逻辑函 数表达式,第三步：化简逻辑函数表达式,用卡诺图化简,JHR,用代数法化简如下,第四步 由化简后的逻辑表达式画出逻辑电路图,F高电平时，三极管导通，灯亮；低电平时三极管截止，灯灭。,例5. 某汽车驾驶员培训班进行结业考试。有三名评判员，其中A为主评判员，B、C为副评判员。评判时按少数服从多数原则，但若主评判认为合格，也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现评
4、判的规定。 解：（1）根据逻辑设计要求，设定三个输入变量A、B、C，并规定如下： 主评判A意见： 副评判B意见：,A1 认为合格 A0 认为不合格,B1 认为合格 B0 认为不合格,副评判C意见：,C1 认为合格 C0 认为不合格,Y1 认为通过 Y0 认为不通过,设输出变量Y：,（2）列真值表,真值表,（3）根据真值表写出逻辑表达式,（4）用卡诺图化简,（5）画出逻辑电路图,JHR,例6. 设计一个血型配对指示器。输血时供血者和受血者的血型配对情况如图所示，即（1）同一血型之间可以相互输血；（2）AB型受血者可以接受任何血型的输出；（3）O型输血者可以给任何血型的受血者输血。要求当受血者血型
5、与供血者血型符合要求时绿指示灯亮，否则红指示灯亮。,解：（1）根据逻辑要求设定输入、输出变量。 用变量XY表示供血者代码。MN表示被输血者代码。代码设定如下 XY00 A型 MN00 A型 01 B型 01 B型 10 AB型 10 AB型 11 O型 11 O型 设F1表示绿灯，F2表示红灯，依题意，可列出逻辑真值表。,JHR,（2）列出真值表,（3）写出逻辑函数表达式 F1m（0,2,5,6,10,12,13,14,15）,（4）化简逻辑函数表达式,JHR,又 F2m（1,3,4,7,8,9,11）,由此得到：,设输入既有原变量又有反变量,例7 有一火灾报警系统，设有烟感、温感、紫外光感三
6、种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计产生报警控制信号的电路。 解（1）根据逻辑要求设置逻辑输入、输出变量。 用A、B、C分别代表烟感、温感、紫外光感三种探测器的探测输出信号，作为报警控制电路的输入变量，以“1”表示高电平，“0”表示低电平，高电平表示有火灾报警，低电平表示无火灾报警；,F为报警控制电路的输出，以“1”表示高电平，“0”表示低电平，同样高电平表示有火灾报警，低电平表示无火灾报警。,（2）列出逻辑真值表,由真值表可得逻辑函数表达式：,（3）利用卡诺图化简,（4）画出逻辑电路图,用与非门实
7、现逻辑电路图,74LS148 功 能 表,三、优先编码器：是指当多个输入同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。 例 电话室有三种电话， 按由高到低优先级排序依次是火警电话，急救电话，工作电话，要求电话编码依次为00、01、10。试设计电话编码控制电路。,解：,（）根据题意知，同一时间电话室只能处理一部电话，假如用A、B、C分别代表火警、 急救、工作三种电话，设电话铃响用1表示，铃没响用0表示。当优先级别高的信号有效时，低级别的则不起作用，这时用表示； 用Y1, Y2表示输出编码。,（） 列真值表: 真值表如表所示。,真值表,（） 写逻辑表达式,（） 画优先编码器逻辑图如图3所示。,图3 例3的优先编码逻辑图,