8 组合电路的分析和设计.docx
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8组合电路的分析和设计
《数字电路》课程教案
教员姓名：
专业技术职务：
单位
课题名称
组合逻辑电路的设计
学时
2
累积学时
总学时
50
授课日期
年月日（周）
授课节次
第-节
授课对象
教学地点
教学目的
1.掌握组合逻辑电路的设计方法
教学内容要求
1.掌握组合逻辑电路的设计方法
教学重点难点
重点：
组合逻辑电路的设计
难点：
根据逻辑功能画出符合设计要求的逻辑电路图
教学器材设备
计算机、投影仪、数字电路实验箱
课前检查
顺序
题目
学员姓名
成绩
审批人（签字）:
年月日
教学进程安排
§4.1组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路：
输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；电路结构中无反馈环路（无记忆）。
分析过程一般包含4个步骤：
例1：
组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
解：
（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。
为了写表达式方便，借助中间变量P。
（2）化简与变换：
（3）由表达式列出真值表。
（4）分析逻辑功能：
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”。
例2：
已知逻辑电路如图所示，分析其功能。
例3：
分析图示电路的逻辑功能。
§4.2组合逻辑电路的设计
电路设计的任务就是根据功能设计电路。
一般按如下步骤进行：
（1）将文字描述的逻辑命题变换为真值表，这是十分重要的一步。
作出真值表前要仔细分析解决逻辑问题的条件，作出输入、输出变量的逻辑规定，然后列出真值表。
（2）进行函数化简，化简形式应依据选择什么门而定。
（3）根据化简结果和选定的门电路，画出逻辑电路。
例1：
设计三变量表决器，其中A具有否决权。
解：
第一步：
列出真值表。
设A、B、C分别代表参加表决的逻辑变量，F为表决结果。
对于变量我们作如下规定：
A、B、C为1表示赞成，为0表示反对。
F=1表示通过，F=0表示被否决。
真值表如下表所示。
第二步：
写逻辑表达式并化简。
我们选用与非门来实现。
画出卡诺图，其化简过程如图（a）所示：
A
B
C
F
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
第三步：
画逻辑电路，如图（b）所示。
例2：
用与非门设计一个交通报警控制电路。
交通信号灯有红、绿、黄3种，3种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况，其他情况均属故障，出现故障时输出报警信号。
解：
设红、绿、黄灯分别用A、B、C表示，灯亮时其值为1，灯灭时其值为0；输出报警信号用F表示，灯正常工作时其值为0，灯出现故障时其值为1。
根据逻辑要求列出真值表。
例3：
某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，三个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。
列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其他两种列车是否请求进站，一号灯亮。
当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。
当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。
§4.3组合逻辑电路中的竞争冒险
一．产生竞争冒险的原因
在组合电路中，当输入信号的状态改变时，输出端可能会出现不正常的干扰信号，使电路产生错误的输出，这种现象称为竞争冒险。
产生竞争冒险的原因：
主要是门电路的延迟时间产生的。
二．消除竞争冒险的方法
例：
有圈相切，则有竞争冒险
方法：
增加冗余项，消除竞争冒险
作业：
P193-4.1.5；P195-4.2.9
课堂教学过程设计方案
知识点
教学内容
教学方法
媒体
媒体在教学中描述内容
学员活动
时间安排
1
组合逻辑电路的分析方法
讲授+学员分析
图片
用计算机图片演示组合逻辑电路的分析方法
通过讲解例题，学员分析组合逻辑电路的过程，教员总结
30分
2
组和逻辑电路的设计方法
启发式教学
图片
用计算机图片演示组合逻辑电路的设计方法
设计方法是分析方法的逆过程，通过启发式教学，让学员总结出设计方法的过程
40分
3
组合逻辑电路中的竞争冒险
讲授
动画
用计算机动画讲解竞争冒险的概念
20分
板书预案
§4.1组和逻辑电路的分析
组合逻辑电路：
输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；电路结构中无反馈环路（无记忆）。
分析步骤：
例：
组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
§4.2组合逻辑电路的设计
电路设计的任务就是根据功能设计电路。
一般按如下步骤进行：
（1）将文字描述的逻辑命题变换为真值表。
（2）进行函数化简。
（3）画出逻辑电路。
例1：
设计三变量表决器，其中A具有否决权。
解：
第一步：
列真值表。
第二步：
写逻辑表达式并化简。
解：
（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式：
（2）化简与变换：
（3）由表达式列出真值表
（4）分析逻辑功能
第三步：
画逻辑电路。
例2：
第一步：
列真值表。
第二步：
写逻辑表达式并化简。
第三步：
画逻辑电路。
§4.3组合逻辑电路中的竞争冒险
一．产生竞争冒险的原因
二．消除竞争冒险的方法
课堂教学总结
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