組合邏輯電路的設(shè)計(jì)題目

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)題目第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例1.設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路，每一組信號(hào)燈由紅黃綠三盞燈組成。正常情況下，任何時(shí)刻總有一盞燈電量，且僅有一盞燈點(diǎn)亮。而出現(xiàn)其他五種點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，電路發(fā)生故障，這時(shí)要求發(fā)出故障信號(hào)，以提醒工程師維護(hù)。分析設(shè)計(jì)：輸入變量應(yīng)為紅黃綠；輸出為故障狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)報(bào)警，輸出高電平＝1。以下為故障狀態(tài)，共5種。第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六定義輸入變量和輸出變量以等的兩與滅定義為輸入變量，燈亮?xí)r為高電平，燈滅時(shí)為低電平；如果電路工作狀態(tài)不正常，報(bào)警輸出高電平。(2)真值表紅黃綠輸出報(bào)警信號(hào)00000010010001111000101111011111第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六(3)畫出卡諾圖YGR000111100110110101第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例題2.試分析如圖所示的組合邏輯電路的功能。ABG1G2G4G5G3Z1Z2Z3CS第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六解：（1）推出邏輯表達(dá)式（2）對(duì)該邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六（3）根據(jù)化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式列出真值表A

BS

C0001101100101001真值表（4）分析邏輯功能

S為兩加數(shù)相加后的一位和、C為兩加數(shù)相加后的進(jìn)位值。可見，該電路實(shí)現(xiàn)了加法器的功能。由于這種加法器不計(jì)低位來的進(jìn)位，所以稱“半加器”。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例3.根據(jù)表1所示的真值表，設(shè)計(jì)邏輯電路。輸入輸出ABCY00000011010001101001101111011111第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六[解］（1）根據(jù)真值表寫出輸入和輸出的邏輯關(guān)系其方法是：變量取值為1時(shí)，用原變量表示；取值為0時(shí)，用反變量表示，將輸出為1的項(xiàng)相加即為邏輯表達(dá)式。（2）化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式ABCJHR第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六化簡(jiǎn)得：（3）由化簡(jiǎn)后的邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出邏輯電路圖用與非門來實(shí)現(xiàn)：ACBYJHR第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例4.設(shè)計(jì)一個(gè)投票表決器，三個(gè)投票人分別為A、B、C，按規(guī)定只要二人以上同意才能通過。解：設(shè)投同意票為“1”表示，不同意票為“0”；輸出為“1”表示通過，為“0”表示不通過。第一步：由邏輯關(guān)系列出真值表第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六真值表第二步：由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式JHR第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六第三步：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式◆用卡諾圖化簡(jiǎn)第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六◆用代數(shù)法化簡(jiǎn)如下JHR第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六第四步由化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式畫出邏輯電路圖F高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，燈亮；低電平時(shí)三極管截止，燈滅。第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例5.某汽車駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)行結(jié)業(yè)考試。有三名評(píng)判員，其中A為主評(píng)判員，B、C為副評(píng)判員。評(píng)判時(shí)按少數(shù)服從多數(shù)原則，但若主評(píng)判認(rèn)為合格，也可通過。試用與非門構(gòu)成邏輯電路實(shí)現(xiàn)評(píng)判的規(guī)定。解：（1）根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)要求，設(shè)定三個(gè)輸入變量A、B、C，并規(guī)定如下：主評(píng)判A意見：副評(píng)判B意見：A＝1認(rèn)為合格A＝0認(rèn)為不合格B＝1認(rèn)為合格B＝0認(rèn)為不合格第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六副評(píng)判C意見：C＝1認(rèn)為合格C＝0認(rèn)為不合格Y＝1認(rèn)為通過Y＝0認(rèn)為不通過設(shè)輸出變量Y：（2）列真值表第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六真值表（3）根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式（4）用卡諾圖化簡(jiǎn)第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六（5）畫出邏輯電路圖第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六例6.設(shè)計(jì)一個(gè)血型配對(duì)指示器。輸血時(shí)供血者和受血者的血型配對(duì)情況如圖所示，即（1）同一血型之間可以相互輸血；（2）AB型受血者可以接受任何血型的輸出；（3）O型輸血者可以給任何血型的受血者輸血。要求當(dāng)受血者血型與供血者血型符合要求時(shí)綠指示燈亮，否則紅指示燈亮。JHR第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六解：（1）根據(jù)邏輯要求設(shè)定輸入、輸出變量。用變量XY表示供血者代碼。MN表示被輸血者代碼。代碼設(shè)定如下

XY＝00

A型MN＝00

A型

01

B型01

B型

10

AB型10

AB型

11

O型11

O型設(shè)F1表示綠燈，F(xiàn)2表示紅燈，依題意，可列出邏輯真值表。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六（2）列出真值表（3）寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式F1＝∑m（0,2,5,6,10,12,13,14,15）（4）化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式JHR第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六JHR第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六又F2＝∑m（1,3,4,7,8,9,11）第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六由此得到：第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六設(shè)輸入既有原變量又有反變量第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六

例7有一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感、紫外光感三種不同類型的火災(zāi)探測(cè)器。為了防止誤報(bào)警，只有當(dāng)其中有兩種或兩種以上類型的探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)探測(cè)信號(hào)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)才產(chǎn)生報(bào)警控制信號(hào)，試設(shè)計(jì)產(chǎn)生報(bào)警控制信號(hào)的電路。［解］（1）根據(jù)邏輯要求設(shè)置邏輯輸入、輸出變量。用A、B、C分別代表煙感、溫感、紫外光感三種探測(cè)器的探測(cè)輸出信號(hào)，作為報(bào)警控制電路的輸入變量，以“1”表示高電平，“0”表示低電平，高電平表示有火災(zāi)報(bào)警，低電平表示無火災(zāi)報(bào)警；第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六

F為報(bào)警控制電路的輸出，以“1”表示高電平，“0”表示低電平，同樣高電平表示有火災(zāi)報(bào)警，低電平表示無火災(zāi)報(bào)警。（2）列出邏輯真值表由真值表可得邏輯函數(shù)表達(dá)式：第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六

（3）利用卡諾圖化簡(jiǎn)第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六（4）畫出邏輯電路圖ABCF用與非門實(shí)現(xiàn)邏輯電路圖第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六輸入使能端輸入輸出擴(kuò)展使能輸出1××××××××111110111111111111000×××××××00001010××××××001010110×××××0100101110××××01101011110×××100010111110××1010101111110×110010111111101110174LS148功能表第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六三、優(yōu)先編碼器：是指當(dāng)多個(gè)輸入同時(shí)有信號(hào)時(shí)，電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的信號(hào)進(jìn)行編碼。例

電話室有三種電話，按由高到低優(yōu)先級(jí)排序依次是火警電話，急救電話，工作電話，要求電話編碼依次為00、01、10。試設(shè)計(jì)電話編碼控制電路。

解：（１）根據(jù)題意知，同一時(shí)間電話室只能處理一部電話，假如用A、B、C分別代表火警、急救、工作三種電話，設(shè)電話鈴響用1表示，鈴沒響用0表示。當(dāng)優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)有效時(shí)，低級(jí)別的則不起作用，這時(shí)用×表示；用Y1,Y2表示輸出編碼。第32頁，共33頁，2023年，2月20日，星期六（２）列真值表: