1、1 1、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式由真值表写出逻辑表达式;4、简化和变换逻辑表达式，画出逻辑图。简化和变换逻辑表达式，画出逻辑图。二、组合逻辑电路的设计步骤二、组合逻辑电路的设计步骤 一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。功能的最简单逻辑电路。4.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4.2.
2、1 组合逻辑电路的设计过程组合逻辑电路的设计过程例例1 1 某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，当有两种或以上试设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，当有两种或以上的列车等待进站时，要求发出信号，提示工作人员安排进站的列车等待进站时，要求发出信号，提示工作人员安排进站事宜。事宜。解：（解：（1）逻辑抽象逻辑抽象。输入信号输入信号:A、B、C分别表示特快、直快和慢车，且有进站请分别表示特快、直快和慢车，且有进站请求时为求时为1，没有请求时为，没有请求时为0。输出信号输出信号:L表示进站状况，有两种
3、以上的车进站为表示进站状况，有两种以上的车进站为1，否则为，否则为0。（2）根据题意列出真值表）根据题意列出真值表(3)写出输出逻辑表达式写出输出逻辑表达式,并化简。并化简。ABCCABCBABCALL=AB+AC+BC(4)根据输出逻辑表达式画出逻辑图。根据输出逻辑表达式画出逻辑图。表达式为最简与或式，用与门和或门实现两级表达式为最简与或式，用与门和或门实现两级“与与-或或”结构的最简电路如图。结构的最简电路如图。例例2 试设计一个码转换电路，将试设计一个码转换电路，将4位格雷码转换为自然二进位格雷码转换为自然二进制码。可以采用任何逻辑门电路来实现。制码。可以采用任何逻辑门电路来实现。解：解
4、：(1)明确逻辑功能，列出真值表。明确逻辑功能，列出真值表。设输入变量为设输入变量为G3、G2、G1、G0为格雷码，为格雷码，当输入格雷码按照从当输入格雷码按照从0到到15递增排序时，递增排序时，可列出逻辑电路真值表可列出逻辑电路真值表输出变量输出变量B3、B2、B1和和B0 为自然二进制码。为自然二进制码。0 1 1 10 1 0 00 1 1 00 1 0 10 1 0 10 1 1 10 1 0 00 1 1 00 0 1 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 0 10 0 0 10 0 0 00 0 0 0B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G0输输 出出输输 入入1
5、 1 1 11 0 0 01 1 1 01 0 0 11 1 0 11 0 1 11 1 0 01 0 1 01 0 1 11 1 1 01 0 1 01 1 1 11 0 0 11 1 0 11 0 0 01 1 0 0B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G0输输 出出输输 入入逻辑电路真值表逻辑电路真值表 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B3 G0 G2 G3 G1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B2 G0 G2 G3 G1(2)画出各输出函数的卡诺图，并化简和变换。画出各输出函数的卡诺图，并化简和变换。33GB 2B
6、2G3G2G3G 2G3G1B 1G 2G3G1G2G3G1G 2G3G1G(2G3G)2G3G1G 2G3G)2G3G1G 3G2G 1G0B 3G2G 1G 0G 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B1 B0 G2 G3 G1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 B0 G0 G2 G3 G1(3)根据逻辑表达式，画出逻辑图根据逻辑表达式，画出逻辑图 用异或门代替与门和或门能使逻辑电路比较简单。考虑用异或门代替与门和或门能使逻辑电路比较简单。考虑相同乘积项相同乘积项 可以减少门电路数目，降低实现电路的成本。可以减少门电路数目，降低实现
7、电路的成本。1 1、单输出电路、单输出电路 相同输入端的与非门比与门或者或门所用晶体管少，速度相同输入端的与非门比与门或者或门所用晶体管少，速度快。图快。图(b)(b)电路最优电路最优 用指定芯片中特定资源实现逻辑函数，使电路的成本低并用指定芯片中特定资源实现逻辑函数，使电路的成本低并且工作速度快。因此需要对逻辑表达式进行变换，以减少芯且工作速度快。因此需要对逻辑表达式进行变换，以减少芯片资源的数目和连线。片资源的数目和连线。4.2.2 组合逻辑电路的优化实现组合逻辑电路的优化实现 A B C L D A B C L D(a)与-或结构(b)与非门结构 CDABCDABL 2 2、多输出电路、
8、多输出电路 (a)(a)如果分别实现两个逻辑函数，需要如果分别实现两个逻辑函数，需要6 6个与门和两个或门。个与门和两个或门。(b)(b)如果考虑相同乘积项，需要如果考虑相同乘积项，需要4 4个与门两个或门，如图。个与门两个或门，如图。BDCAABL1BDACAABL2 输出多个逻辑函数时需要考虑共享相同乘积项，减少逻输出多个逻辑函数时需要考虑共享相同乘积项，减少逻辑门数目。辑门数目。A B C L1 D L2 B D B A A A B C A 3 3、多级逻辑电路、多级逻辑电路用与门、或门实现时，限定逻辑门的扇入数为用与门、或门实现时，限定逻辑门的扇入数为3 3，需要变换成：，需要变换成：
9、当限定逻辑门输入端数目，则需要进行逻辑变换。当限定逻辑门输入端数目，则需要进行逻辑变换。（1 1）提取公因子）提取公因子FABDECABABCDL)(FDECCDABL C D E L A D C F B C D E L A D C F B A B A B（a）（b）图图(a)(a)电路为电路为2 2级，图级，图(b)(b)为为3 3级，但电路连线减少了。图级，但电路连线减少了。图(a)16(a)16根连线，图根连线，图(b)13(b)13根。根。用与门、或门实现时，限定逻辑门的扇入数为用与门、或门实现时，限定逻辑门的扇入数为3 3，需要变换成：，需要变换成：（2 2）函数分解）函数分解 C C L A D A B B A B D A B A C L D B A B 图图(a)(a)电路为电路为2 2级，图级，图(b)(b)为为5 5级。级。上述变换方法只适合手工化简，当变量数很多时，优化策上述变换方法只适合手工化简，当变量数很多时，优化策略写入程序由计算机完成。略写入程序由计算机完成。DBAABDCBABCALDBABACBABADBAABCBABAL)()()()(
