電子技術(shù)與應(yīng)用項目化教程 課件 項目12 第2講 組合邏輯電路設(shè)計方法

項目十二——組合邏輯電路的設(shè)計方法（第2講）課前導(dǎo)入

搶答器、表決器、報警器、產(chǎn)品檢驗器、水位探測器等。

邏輯思維、邏輯抽象、分析解決實際問題的能力，具備分析、設(shè)計、開發(fā)的基本技能。課前導(dǎo)入

求真務(wù)實、忠誠奉獻(xiàn)、不懈奮斗的科學(xué)精神；精益求精、大膽專研的工作作風(fēng)。顧德仁是成都電訊工程學(xué)院博士生導(dǎo)師，長期從事電路系統(tǒng)、信號與信息處理技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作，主編《脈沖技術(shù)》《脈沖與數(shù)字電路》等多部著作，培養(yǎng)博士生30余名。組合邏輯電路的設(shè)計內(nèi)容：組合邏輯電路的設(shè)計方法實際應(yīng)用目的：掌握組合邏輯電路的設(shè)計方法實際應(yīng)用重點(diǎn)：卡諾圖化簡方法及應(yīng)用學(xué)習(xí)要求：重點(diǎn)：組合邏輯電路的設(shè)計方法實際應(yīng)用難點(diǎn)：組合邏輯電路的設(shè)計方法實際應(yīng)用工作任務(wù)：

試用與非門設(shè)計一個舉重裁判表決電路。

要求：

設(shè)舉重比賽有3個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。只有當(dāng)兩個或兩個以上裁判判明成功，并且其中有一個為主裁判時，表明舉重成功。分析方法設(shè)計方法組合邏輯電路的設(shè)計方法：

與分析過程相反，組合邏輯電路的設(shè)計是根據(jù)給出的實際邏輯問題，求出實現(xiàn)這一邏輯功能的最佳邏輯電路。畫邏輯圖邏輯表達(dá)式列真值表提出問題化簡變換分析歸納化簡畫圖設(shè)計步驟：邏輯電路圖邏輯表達(dá)式化簡或變換確定電路功能列真值表所用的邏輯器件數(shù)目最少，器件的種類最少，且器件之間的連線最少。

滿足速度要求，應(yīng)使級數(shù)最少，以減少門電路的延遲。

功耗小，工作穩(wěn)定可靠。①③②工程上的最佳設(shè)計，通常需要用多個指標(biāo)去衡量，主要考慮的問題有以下幾個方面：煙感A、溫感B、紫外線光感C探測器發(fā)出火災(zāi)檢測信號用1表示,沒有用0表示報警控制信號Y產(chǎn)生報警信號用1表示,沒有用0表示輸入變量：輸出變量：設(shè)計過程：

1.單輸出組合邏輯電路設(shè)計

一火災(zāi)報警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紫外線光感三種類型的火災(zāi)探測器。為了防止誤報警，只有當(dāng)其中有兩種或兩種以上類型的探測器發(fā)出火災(zāi)檢測信號時，報警系統(tǒng)產(chǎn)生報警控制信號。設(shè)計一個產(chǎn)生報警控制信號的電路。(1)分析設(shè)計要求：設(shè)輸入輸出變量并邏輯賦值

(2)列真值表：把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示形式真值表ＡＢＣＹ００００００１００１０００１１１１０００１０１１１１０１１１１１(3)由真值表寫邏輯表達(dá)式：

化簡得最簡式：

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11ABC0100011110Y

(4)畫邏輯電路圖：

用一個與或非門加一個非門就可以實現(xiàn)，其邏輯電路圖如圖所示：如果作以下變換：用與非門實現(xiàn)：1～2號發(fā)電機(jī)以Y1、Y2表示輸入變量：輸出變量：發(fā)電機(jī)啟動為1,關(guān)機(jī)為0設(shè)計過程：1～3號生產(chǎn)線以A、B、C表示生產(chǎn)線開工為1，停工為0

某工廠有三條生產(chǎn)線，耗電分別為1號線10kW，2號線20kW，3號線30kW，生產(chǎn)線的電力由兩臺發(fā)電機(jī)提供，其1號機(jī)20kW，2號機(jī)40kW。試設(shè)計一個供電控制電路，根據(jù)生產(chǎn)線的開工情況啟動發(fā)電機(jī)，使電力負(fù)荷達(dá)到最佳配置。(1)分析設(shè)計要求：設(shè)輸入輸出變量并邏輯賦值2.多輸出組合邏輯電路設(shè)計（2）邏輯真值表：把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示形式（3）邏輯表達(dá)式輸入變量：A:1號線10kW，B:2號線20kW，C:3號線30kW。輸出變量：Y1:1號機(jī)20kW，Y2:2號機(jī)40kW。（4）卡諾圖化簡

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1ABC0100011110Y1

ABC0100011110Y2

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1與或式：與非－與非式：（5）邏輯電路圖與或式與非－與非式與或式：與非－與非式：拓展：有一大水箱由YS、YL兩臺水泵供水，水箱中設(shè)置了三個水位檢測元件A、B、C，如圖所示。水面低于檢測元件時，檢測元件輸出高電平，水面高于檢測元件時，檢測元件輸出低電平。現(xiàn)要求水位超過C點(diǎn)時，YS、YL停止工作；水位低于C點(diǎn)但高于B點(diǎn)時，YS單獨(dú)工作；水位低于B點(diǎn)但高于A點(diǎn)時，YL單獨(dú)工作；水位低于A點(diǎn)時，YS、YL同時工作。試設(shè)計此控制電路。

①邏輯抽象輸入變量：水位檢測元件以A、B、C表示，低于檢測元件為1，高于為0；輸出變量：水泵以YS、YL表示，水泵工作為1，不工作為0；設(shè)計過程：輸入變量：水位檢測元件以A、B、C表示，低于檢測元件為1，高于為0；輸出變量：水泵以YS、YL表示，水泵工作為1，不工作為0；YSYLBAC示意圖②列邏輯真值表③卡諾圖化簡

ABC0100011110YL

ABC0100011110YS×

1×

1××

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×

1×

××④邏輯電路圖例1：試用與非門設(shè)計一個最簡邏輯電路的產(chǎn)品合格檢驗器。產(chǎn)品有三項質(zhì)量指標(biāo)，其中一項為關(guān)鍵指標(biāo)，當(dāng)有兩項及兩項以上指標(biāo)合格，且包含關(guān)鍵指標(biāo)合格才能選為合格產(chǎn)品。解：①邏輯抽象輸入變量：關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)為A，一般質(zhì)量指標(biāo)為B、C。合格為1，不合格為0；輸出變量：產(chǎn)品合格與否用變量Y表示，合格為1，不合格為0；②邏輯真值表③卡諾圖化簡

ABC0100011110Y

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11④邏輯電路圖課堂小練：某車間有A、B、C、D四臺電動機(jī)，今要求：（1）A必須開機(jī)；（2）其他三臺電動機(jī)至少有兩臺開機(jī)。如果不滿足上述要求，則指示燈熄滅。設(shè)指示燈亮為“1”，熄滅為“0”。電動機(jī)的開機(jī)信號通過某種裝置送到各自的輸入端，使該輸入端為“1”，否則為“0”。試用“與非門”組成指示燈亮的邏輯圖。邏輯功能邏輯電路圖組合邏輯電路的分析方法邏輯電路圖邏輯表達(dá)式真值表組合邏輯電路的設(shè)計方法實際問題真值表邏輯表達(dá)式工作任務(wù)：

試用與非門設(shè)計一個舉重裁判表決電路。

要求：

設(shè)舉重比賽有3個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。只有當(dāng)兩個或兩個以上裁判判明成功，并且其中有一個為主裁判時，表明舉重成功。畫邏輯圖邏輯表達(dá)式列真值表提出問題化簡變換分析歸納化簡