第三章 组合逻辑电路
一、本章知识点
(一)概念
1.组合电路：电路在任一时刻输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。 电路结构特点：只有门电路，不含存储（记忆）单元。
2.编码器的逻辑功能：把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。 优先编码器：几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。 3.译码器的逻辑功能：输入二进制代码，输出高、低电平信号。 显示译码器：半导体数码管(LED数码管)、 液晶显示器(LCD)
4.数据选择器：从一组输入数据中选出某一个输出的电路，也称为多路开关。 5.加法器
半加器：不考虑来自低位的进位的两个1位二进制数相加的电路。 全加器：带低位进位的两个 1 位二进制数相加的电路。
超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路比较复杂，但其速度快。 6.数值比较器：比较两个数字大小的各种逻辑电路。 7.组合逻辑电路中的竞争一冒险现象
竞争：门电路两个输入信号同时向相反跳变(一个从1变0，另一个从0变1)的现象。 竞争-冒险：由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象。
消除竞争一冒险现象的方法：接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计 (二)组合逻辑电路的分析方法
分析步骤：
1.由图写出逻辑函数式，并作适当化简； 注意：写逻辑函数式时从输入到输出逐级写出。 2.由函数式列出真值表； 3.根据真值表说明电路功能。
(三)组合逻辑电路的设计方法
设计步骤：
1.逻辑抽象：
设计要求----文字描述的具有一定因果关系的事件。
逻辑要求---真值表
(1) 设定变量--根据因果关系确定输入、输出变量； (2)状态赋值：定义逻辑状态的含意
输入、输出变量的两种不同状态分别用0、1代表。 (3)列出真值表
2.由真值表写出逻辑函数式 真值表→函数式，有时可省略。 3.选定器件的类型
可选用小规模门电路，中规模常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件。 4.函数化简或变换式
(1)用门电路进行设计：从真值表----卡诺图/公式法化简。
(2)用中规模常用组合电路设计：把函数式变换为与所用器件函数式相似的形式。 (3)使用存储器、可编程逻辑器件设计组合电路 5.画出逻辑图
原理性设计(逻辑设计)完成。
(四)常用组合逻辑电路的功能
编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器 (五)用常用中规模集成组合逻辑器件计组合电路
1.用译码器器设计组合电路 方法：
(1)选择集成二进制译码器； (2)写函数的标准与非-与非式； (3)确认变量和输入关系； (4)画连线图。
2.用数据选择器设计组合电路 方法：
(1)写出函数的标准与或式和数据选择器表达式； (2)对照比较确定输入变量和地址码的对应关系；
输入变量可能是变量(原变量或反变量)，也可能是常量(0或1)。 (3)画连线图。
3.用加法器设计组合电路--用在加（减）某一常数的场合
二、例题
1.组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
& A B&P&Y?1LC &解：
(1)由逻辑图逐级写出逻辑表达式
P?ABC
L?AP?BP?CP?AABC?BABC?CABC (2)化简与变换
L?ABC(A?B?C)?ABC?A?B?C?ABC?ABC(3)由表达式列出真值表
(4)分析逻辑功能
由真值表可知，当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。
真值表
A B C L 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0
2.由3线-8线译码74LS138（输出低电平有效）和4选1数据选择器（74LS153）组成如图所示的电路，B1、B2和C1、C2为二组二进制数，试列出真值表，并说明功能。
A0 B1B21A1 A2 Y0 Y1 Y2 D1 D2 D3 D0 F74LS138Y3 S1 Y4 74LS153S2 S3 Y5 Y6 Y7 A1 A0 S 1 C2 C
解： 输出表达式： F?D0C2C1?D1C2C1?D2C2C1?D3C2C1
?Y0?C2C1?Y2?C2C1?Y4?C2C1?Y6?C2C1?A2A1A0?C2C1?A2A1A0?C2C1?A2A1A0?C2C1?A2A1A0?C2C1?B2B1?C2C1?B2B1?C2C1?B2B1?C2C1?B2B1?C2C1
功能说明：
真值表
C2C10 00 11 01 1FB2B1B2B1B2B1B2B1 由地址码C2C1选择B2B1的最小项的反变量输出
3.设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。
要求：（1）用门电路实现（2）用3-8线译码器实现（3）用4选1数据选择器实现。
解：
(1)用门电路实现 ①逻辑抽象
输入变量：R、A、G，红、黄、绿灯；灯亮为1，不亮为0。 输出变量：Z--故障信号，正常工作Z为0，发生故障Z为1。 列出真值表
真值表
R A G Z 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
②写出函数式并化简Z?R A G?RAG?RAG?RAG?RAG 经卡诺图化简得：Z?R A G?RA?RG?AG ③画出电路图
R&1 A& 1≥1ZG& 1
&