数字逻辑电路李中发 制作中国水利水电出版社第 4章 组合逻辑电路学习要点
了解组合逻辑电路的特点和工作原理 。
掌握组合逻辑电路的分析方法 。
掌握组合逻辑电路的设计方法 。
了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法 。
第 4章 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路的特点
4.2 组合逻辑电路的分析
4.3 组合逻辑电路的设计
4.4 组合逻辑电路中的竞争冒险退出
4.1 组合逻辑电路的特点组合电路,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）
组合逻辑电路…
…
…
…
I 0
I 1
I n -1
Y 0
Y 1
Y m -1
… …
输入输出
),,,(
),,,(
),,,(
11011
11011
11000
nmm
n
n
IIIfY
IIIfY
IIIfY
4.2 组合逻辑电路的分析
A
B
C
Y
&
&
& &
逻辑图逻辑表达式
1
1
最简与或表达式化简 2
ABY?1
BCY?2
CAY?3
1Y
2Y
3Y
Y
2
CABCABY
从输入到输出逐级写出
ACBCABYYYY 321
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0
0
0
1
0
1
1
1
最简与或表达式
3
真值表
CABCABY
3
4
电路的逻辑功能当输入 A,B、
C中有 2个或 3
个为 1时，输出 Y为 1，否则输出 Y为 0。
所以这个电路实际上是一种
3人表决用的组合电路：只要有 2票或 3票同意，表决就通过。
4
Y 3
≥ 1
≥ 1
1
1
A
B
C Y
Y 1
Y 2
≥ 1逻辑图
BBACBABYYYY
BYYY
BAY
CBAY
213
213
2
1
逻辑表达式例：
BABBABBACBAY
最简与或表达式真值表
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1
1
1
1
1
1
0
0
A
B
C
Y&
用与非门实现电路的输出 Y只与输入 A,B
有关，而与输入 C无关。 Y和 A、
B的逻辑关系为,A,B中只要一个为 0,Y=1； A,B全为 1时，
Y=0。所以 Y和 A,B的逻辑关系为与非运算的关系。
电路的逻辑功能
ABBAY
4.3 组合逻辑电路的设计真值表电路功能描述例,设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；
或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，
用楼下开关关灭电灯。
设楼上开关为 A，楼下开关为 B，灯泡为 Y。并设 A,B闭合时为 1，断开时为 0；灯亮时 Y为 1，
灯灭时 Y为 0。根据逻辑要求列出真值表。
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
0
1
1
0
1
穷举法
1
2
逻辑表达式或卡诺图最简与或表达式化简 3
2
BABAY
已为最简与或表达式
4
逻辑变换
5
逻辑电路图
A
B
Y
&
&
& &
A
B
Y=1
用与非门实现 ABABABBABAY
BAY
用异或门实现真值表电路功能描述例,用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有 3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。
设主裁判为变量 A，副裁判分别为 B和 C；表示成功与否的灯为 Y，根据逻辑要求列出真值表。1
穷举法
1
A B C Y A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
0
0
0
0
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0
1
1
1
2
ABCCABCBAmmmY 765
2
逻辑表达式
A B
C 00 01 11 10
0
1
A
B
A
C
Y
&
&
&
3
卡诺图最简与或表达式化简 4
5
逻辑变换
6
逻辑电路图
3
化简 4
1
1 1
Y= AB +AC 5 ACABY
6
4.4 组合逻辑电路中的竞争冒险
1、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。
AA 1
& Y
1
A
A
Y
1
( a)
( b)
1 ≥ 1 Y
2
A
A
Y
2
( a)
( b)
干扰信号
01 AAY 12 AAY
2、消除竞争冒险的方法
BCBAY
Y
1
AB
C 00 01 11 10
0 0 0 0 1
1 0 1 1 1
A
B
C
1
2
3
≥ 1
4&
&
有圈相切，则有竞争冒险
ACBCBAY
增加冗余项，
消除竞争冒险
Y
1
A
B
C
1
2
5
3
4
≥ 1
&
&
&
了解组合逻辑电路的特点和工作原理 。
掌握组合逻辑电路的分析方法 。
掌握组合逻辑电路的设计方法 。
了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法 。
第 4章 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路的特点
4.2 组合逻辑电路的分析
4.3 组合逻辑电路的设计
4.4 组合逻辑电路中的竞争冒险退出
4.1 组合逻辑电路的特点组合电路,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）
组合逻辑电路…
…
…
…
I 0
I 1
I n -1
Y 0
Y 1
Y m -1
… …
输入输出
),,,(
),,,(
),,,(
11011
11011
11000
nmm
n
n
IIIfY
IIIfY
IIIfY
4.2 组合逻辑电路的分析
A
B
C
Y
&
&
& &
逻辑图逻辑表达式
1
1
最简与或表达式化简 2
ABY?1
BCY?2
CAY?3
1Y
2Y
3Y
Y
2
CABCABY
从输入到输出逐级写出
ACBCABYYYY 321
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0
0
0
1
0
1
1
1
最简与或表达式
3
真值表
CABCABY
3
4
电路的逻辑功能当输入 A,B、
C中有 2个或 3
个为 1时，输出 Y为 1，否则输出 Y为 0。
所以这个电路实际上是一种
3人表决用的组合电路：只要有 2票或 3票同意，表决就通过。
4
Y 3
≥ 1
≥ 1
1
1
A
B
C Y
Y 1
Y 2
≥ 1逻辑图
BBACBABYYYY
BYYY
BAY
CBAY
213
213
2
1
逻辑表达式例：
BABBABBACBAY
最简与或表达式真值表
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1
1
1
1
1
1
0
0
A
B
C
Y&
用与非门实现电路的输出 Y只与输入 A,B
有关，而与输入 C无关。 Y和 A、
B的逻辑关系为,A,B中只要一个为 0,Y=1； A,B全为 1时，
Y=0。所以 Y和 A,B的逻辑关系为与非运算的关系。
电路的逻辑功能
ABBAY
4.3 组合逻辑电路的设计真值表电路功能描述例,设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；
或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，
用楼下开关关灭电灯。
设楼上开关为 A，楼下开关为 B，灯泡为 Y。并设 A,B闭合时为 1，断开时为 0；灯亮时 Y为 1，
灯灭时 Y为 0。根据逻辑要求列出真值表。
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
0
1
1
0
1
穷举法
1
2
逻辑表达式或卡诺图最简与或表达式化简 3
2
BABAY
已为最简与或表达式
4
逻辑变换
5
逻辑电路图
A
B
Y
&
&
& &
A
B
Y=1
用与非门实现 ABABABBABAY
BAY
用异或门实现真值表电路功能描述例,用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有 3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。
设主裁判为变量 A，副裁判分别为 B和 C；表示成功与否的灯为 Y，根据逻辑要求列出真值表。1
穷举法
1
A B C Y A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
0
0
0
0
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0
1
1
1
2
ABCCABCBAmmmY 765
2
逻辑表达式
A B
C 00 01 11 10
0
1
A
B
A
C
Y
&
&
&
3
卡诺图最简与或表达式化简 4
5
逻辑变换
6
逻辑电路图
3
化简 4
1
1 1
Y= AB +AC 5 ACABY
6
4.4 组合逻辑电路中的竞争冒险
1、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。
AA 1
& Y
1
A
A
Y
1
( a)
( b)
1 ≥ 1 Y
2
A
A
Y
2
( a)
( b)
干扰信号
01 AAY 12 AAY
2、消除竞争冒险的方法
BCBAY
Y
1
AB
C 00 01 11 10
0 0 0 0 1
1 0 1 1 1
A
B
C
1
2
3
≥ 1
4&
&
有圈相切，则有竞争冒险
ACBCBAY
增加冗余项，
消除竞争冒险
Y
1
A
B
C
1
2
5
3
4
≥ 1
&
&
&
