發布日期：2022-04-22 點擊率：130
組合邏輯電路的設計與分析過程相反，本文小編主要跟大家介紹一下關于組合邏輯電路的設計步驟，順便回顧一下組合邏輯電路的分析方法。
組合邏輯電路的設計，通常以電路簡單，所用器件最少為目標。在前面所介紹的用代數法和卡諾圖法來化簡邏輯函數，就是為了獲得最簡的形式，以便能用最少的門電路來組成邏輯電路。但是，由于在設計中普遍采用中、小規模集成電路（一片包括數個門至數十個門）產品，因此應根據具體情況，盡可能減少所用的器件數目和種類，這樣可以使組裝好的電路結構緊湊，達到工作可靠而且經濟的目的。
在教學過程中，學生對組合邏輯電路的設計過程覺得比較難。不知從何人手。筆者經過多年的教學，總結出組合邏輯電路的設計步驟如下，并舉例說明。
組合邏輯電路設計是根據給出的邏輯問題，設計出一個組合邏輯電路去滿足提出的邏輯功能要求。
組合邏輯電路的設計步驟如下：
1、仔細分析設計要求。做出輸入，輸出變量的邏輯規定。根據給出的條件，列出真值表。
2、將真值表寫入卡諾圖。化簡。卡諾圖法化簡是一種很方便、很準確的化簡方法，只要有足夠的細心，化簡結果就不會有問題。
3、畫邏輯電路圖。卡諾圖法化簡后得到最簡的與一或表達式。若需要其他的形式，可先轉化后再作圖。下面用實際例子來詳細分析。
例：某單位舉辦游藝晚會，男士持紅票入場。女士持黃票入場。持綠票不管男女均可入場，試用與非門設計這個游藝晚會入場放行的邏輯控制電路。
第一步：由題意找出輸入、輸出變量，列真值表。題中出現男、女、黃票、紅票、綠票共五個變量。有人會建議設五個輸入變量，可是若細細想來。可看出男、女為表示對立的變量。可用一個變量A的兩種狀態來表示。可設A=O為女，A=I表示男。
剩下的紅票、黃票、綠票分別用B、C、D來表示，即B=I為持紅票。B=O為沒有紅票；C=1為持黃票，C=0為沒有黃票；D=l為持綠票，D=0為沒有綠票；設L為輸出變量，L=1可入場，L=0不可入場。根據上述邏輯規定，按題意列出真值表如附表。
第二步：將真值表寫入卡諾圖，化簡。在畫包圍圈的過程中（如圖l所示）。
要注意以下幾點：
1、包圍圈越大越好（合并后得到的乘積項中因子最少）。
2、包圍圈的個數越少越好（表達式乘積項項數最少）。
3、同一個“1”方塊可以被圈多次（因為A+A=A，對邏輯函數的正確性無影響）。
4、每個圈要有新的成分，如果某一圈中所有的“1”方塊均被別的包圍圈包圍，則此圈所表示的乘積項是多余的。
5、畫包圍圈時，可先圈大，后圈小。
6、不要遺漏任何方塊（否則函數會出錯）。
將各圈寫成邏輯函數表達式的形式，并化成題中要求的形式，即得到：L=D+AB+AC=DABAC綜上所述。可看出設輸入、輸出變量是邏輯電路設計的第一關鍵。
只有變量設得恰當，才能根據題意順利地列出正確的真值表。卡諾圖法化簡是第二關鍵，不過只要按照化簡規則。仔細分析作答，并化簡成題里所需要的形式，然后根據邏輯表達式畫出相應的邏輯電路圖即可。
1、分析組合邏輯電路的步驟大致如下：
已知邏輯圖→寫邏輯式 →運用邏輯代數化簡或變換→ 列邏輯狀態表→ 分析邏輯功能
例：某一組合邏輯電路如下圖所示，試分析其邏輯功能。
解：（1）由邏輯圖寫出邏輯式，并化簡
（2）由邏輯式列出邏輯狀態表（下表）
（3）分析邏輯功能
只當A，B，C全為“0”或全為“1”時，輸出Y才為“1”，否則為“0”。故該電路稱為“判一致電路”，可用于判斷三個輸入端的狀態是否一致。
2、綜合組合邏輯電路的步驟大致如下：
已知邏輯要求→ 列邏輯狀態表→ 寫邏輯式→ 運用邏輯代數化簡或變換→ 或邏輯圖
例：試設計一邏輯電路供三人（A，B，C）表決使用。每人有一電鍵，如果他贊成，就按電鍵，表示“1”；如果不贊成，不按電鍵，表示“0”。表決結果用指示燈來表示，如果多數贊成，則指示燈亮，Y=1；反之則不亮，Y=0。
解：（1）由題意列出邏輯狀態
共有八種組合，Y=I的只有四種。邏輯狀態表如下表所示。
（2）由邏輯狀態表寫出邏輯式
（3）變換和化簡邏輯式
對上式應用邏輯代數運算法則7，8，14進行變換和化簡：
（4）由邏輯式畫邏輯圖
由上式畫出的邏輯圖如下圖所示。
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邏輯電路按其邏輯功能和結構特點可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。單一的與門、或門、與非門、或非門、非門等邏輯門不足以完成復雜的數字系統設計要求。組合邏輯電路是采用兩個或兩個以上基本邏輯門來實現更實用、復雜的邏輯功能。
接下來跟隨小編一起了解一下關于組合邏輯電路的實驗原理吧。
1、掌握用與非門組成的簡單電路，并測試其邏輯功能。
2、掌握用基本邏輯門設計組合電路的方法。
數字電路按邏輯功能和電路結構的不同特點，可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。組合邏輯電路是根據給定的邏輯問題，設計出能實現邏輯功能的電路。用小規模集成電路實現組合邏輯電路，要求是使用的芯片最少，連線最少。一般設計步驟如下：
1、首先根據實際情況確定輸入變量、輸出變量的個數，列出邏輯真值表。
2、根據真值表，一般采用卡諾圖進行化簡，得出邏輯表達式。
3、如果已對器件類型有所規定或限制，則應將函數表達式變換成與器件類型相適應 的形式。
4、根據化簡或變換后的邏輯表達式，畫出邏輯電路。
5、根據邏輯電路圖，查找所用集成器件的管腳圖，將管腳號標在電路圖上，再接線 驗證。
數字實驗箱一臺，集成芯片74LS00一塊、74LS20三塊，導線若干。
1、用非與門實現異或門的邏輯功能
（1） 用集成電路74LS00和74LS20（74LS20管腳見圖1所示），按圖2連接電路（自己設計接線腳標），A、B接輸入邏輯，F接輸出邏輯顯示，檢查無誤，然后開啟電源。
（2）按表1的要求進行測量，將輸出端F的邏輯狀態填入表內
（3） 由邏輯真值表，寫出該電路的邏輯表達式
2、用與非門組成“三路表決器”
（1）用74LS00和74LS20組成三路表決器，按圖3連接電路（自己設計接線腳標），A，B，C接輸入邏輯，F接輸出邏輯顯示，檢查無誤，然后開啟電源。
（2）按表2的要求進行測量，將輸出端F的邏輯狀態填入表內。
3、設計一個“四路表決器”邏輯電路并測試
設計一個四變量的多路表決器。當輸入變量A、B、C、D有三個或三個以上為1時，輸出F為1；否則輸出F為0。
（1）根據設計要求列出表3四人表決器真值表。
（2）用卡諾圖化簡邏輯函數，寫出邏輯表達，F=
（3）用74LS20與非門實現“四人表決器”，畫出實驗電路，標出接線腳并測試，驗證所列真值表。
4、設計型題目：
試用兩片74LS00，設計一個輸血——受血判別電路，當輸血者和受血者的血型符合下列規則時，配型成功，受血者可接受輸血者提供的血液。
（1）A 型血可以輸給A 或AB 型血的人；
（2）B 型血可以輸給B 或AB 型血的人；
（3）AB 型血只可以輸給AB 型血的人；
（4）O 型血可以輸給A、B、AB、O 型血的人。
提示：AB代表輸血者血型；CD代表受血者血型。00為o型血，01為A型血；10為B型血，11為AB型血，F為1可相互輸血，為0不可相互輸血。先列出真值表畫出卡諾圖寫出最簡與非式，并畫出邏輯電路圖。
用卡諾圖化簡邏輯函數，寫出邏輯表達：
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