组合逻辑电路的分析与设计.docx
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组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析与设计
重庆文理学院刘勇
授课章节：
第九章第四节
授课对象：
职教班
授课时间：
45分钟
一、教学目标：
（一）、知识目标：
1．熟记组合逻辑电路的定义。
2.掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法。
3.学会分析一般的组合逻辑电路的逻辑功能和能设计一些简单的逻辑电路。
（二）、能力目标：
1.培养学生的解决问题的逻辑思维能力。
2.通过教学，培养学生总结和归纳能力。
（三）、情感目标：
1.培养学生善于动脑的习惯。
二、教学重、难点：
（一）、教学重点：
组合逻辑电路的分析方法。
（二）、教学难点：
组合逻辑电路的设计方法。
三、教学方法：
讲解法、演示法、探究法。
四、教学工具：
多媒体、三角板。
五、教学过程
教学环节
教学内容设计
教师活动
学生活动
复
习
旧
课
同学们还记得我们前面所学的基本逻辑门电路吗？
它们的基本符号、逻辑函数和逻辑功能吗？
那我们大家一起来回忆一下这些内容吗？
基本逻辑电路的复习:
名称
符号
逻辑函数
逻辑功能
与逻辑
有0出0，全1出1
或逻辑
有1出1，全0出0
非逻辑
0出1，1出0
老师提问让大家回忆前面所学习的内容，为这节课所学习的内容做铺垫。
学习一起回答老师的问题。
同学忘记了一些内容，老师可以适当提醒
教
学
导
入
同学们，这些基本逻辑门电路都有一些自己特有的逻辑功能，那我们可不可以把它们组合在一起来构成一些有具体功能的电路呢？
那我们把这些由基本逻辑电路组成的新的逻辑门电路叫什么名字呢？
这就是我们今天要学习的组合逻辑电路的分析与设计。
老师在这里通过提问的方式引出这节课要学习的新内容。
学生们跟着老师的问题的思路思考，自然过渡到这节课要讲的内容中来。
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
例
题
讲
解
一、组合逻辑电路的定义：
1、在学习新课之前，我们先来学习看一下组合逻辑电路的定义，同学们看一下书上的定义：
所谓组合逻辑电路，是指任何时刻电路输出信号的状态，仅仅取决于该时刻输入信号的状态的组合，而与输入信号作用前电路的本身状态无关。
如图1所示：
图1
2、这些逻辑电路有什么特点呢？
首先我们先来看一下它的结构特点：
（1）电路中不存在输出端到输入端反馈通路。
（2）电路中不包含有储能元件，它由门电路组成，一般包括若干个输入、输出端。
如上图所示：
A1~An表示有n个输入变量，Y1~Yn表示有n个输出端，它们的关系可以表示为：
Y1=F
（A1,A2,…An）
Y1=F
（A1,A2,…An）
·
·
·
Y1=F
（A1,A2,…An）
3、功能特点：
根据组合电路的定义和结构特点，可以知道组合逻辑电路功能具有如下的特点：
（1）电路的输入状态确定之后，状态则唯一地被确定下来，因而，输出变量是输入变量的逻辑函数。
（2）电路的输出状态不影响输入状态，电路的历史状态不影响输出状态。
二、组合逻辑电路的分析方法：
1、组合逻辑电路的任务：
那什么是逻辑电路的任务呢？
所谓任务就是找出给定组合电路的逻辑功能，用函数式或真值表的形式表示，并用文字表述出来。
我们要完成分析任务，必须会由电路写出输入、输出间的逻辑表达式，并准确地计算出真值表，用真值表分析其逻辑功能。
2、组合逻辑电路的分析方法：
上面说的很笼统，那我们分析一般组合逻辑电路的方法是什么呢？
下面我们一起来看看组合逻辑电路的分析方法吧。
根据已知组合电路的电路图（一般是逻辑电路图），逐级写出逻辑表达式。
例如：
如图2所示电路：
图2
那么在上图的逻辑表达式中，Y等于多少呢？
我们利用上面的方法试试，逐级写出表达式。
那分别为：
Y
=
Y
=
Y=
=
这样我们就按照
的方法逐级写出了上式逻辑图的逻辑表达式。
化简各逻辑表达式。
我们在前面学习了逻辑表达式的化简方法，那么同学们看一下上面的式子是否可以化简呢？
如果可以同学们试着化简一下：
Y=
=
=AB·ABC
=ABC
那上式的逻辑表达式又可以怎么样来表式呢？
是不是可以表示为如下图3所示：
图3
同学知道怎么化简了吗？
那我们下面一起来看看分析组合逻辑的第三步是什么呢？
设定输入状态，求对应的输出状态，列出上述最简逻辑表达式对应的真值表。
大家还记得列真值表的方法吗？
基本方法是将所有逻辑变量的取值组合代入最简表达式计算真值（输出），最后列表。
同学们
把图3的真值表写出来。
输入
输出
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
我们在前面组合逻辑电路的任务中就已经知道了，要使用文字表述出来组合逻辑电路的功能。
那同学们知道分析组合逻辑电路的方法的第四步是什么了吗？
对没有错，就是
根据真值表分析出该电路所具有的逻辑功能，并用文字说明。
那同学们可以表述一下上面的组合逻辑电路的逻辑功能是什么吗？
当电路中A、B、C三个输入都为1的时候，电路输出为1。
例1：
分析图4所示逻辑电路的功能。
同学们我们应该怎么样来解决这样的题呢？
我们是不是可以参照前面组合逻辑电路分析方法的步骤呢？
那现在我们一起来做一下。
分析：
我们先观察逻辑图，它由那些
基本门电路组成，回想一下这些基本门电路的逻辑表达式自己会不会写。
解：
（1）根据逻辑电路图写出表达式：
S=
（2）化简逻辑表达式：
S=
=AB+
+AB+
=AB+
（3）列出真值表如图4所示：
输入
输出
A
B
S
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
图4
（4）分析逻辑功能：
根据图4可知，当输入端输入相同时，输出为低，输出相异时，输出为高。
老师讲解什么是组合逻辑电路，学生认真听。
老师通过图示的方式来表示组合逻辑的输出状态只与输入状态有关。
通过讲解组合逻辑电路的特点，是学生明白组合逻辑电路的关键点：
输出状态仅仅取决于输入状态。
老师讲解组合逻辑电路的分析方法，让学生明白分析组合逻辑电路方法。
并且在每个方法后面做一个小小的练习，加深对这个方法的理解。
以便更好的使用。
老师强调写出逻辑表达式之后一定要进行化简。
老师适当做一下强调，强调第四步是什么？
根据真值表的内容确定组合逻辑电路的逻辑功能，并用文字表述出来。
在这里学生们参照书上的说明回答老师的问题。
同学们回答老师的问题，尝试性的回答：
当电路中A、B、C三个输入都为1的时候，电路输出为1。
同学们想想这是一个我们前面所学的什么电路啊。
这是“异或”电路。
学生们熟记组合逻辑电路的定义，了解到什么是组合逻辑电路。
讲到这里的时候让同学们自己观察，等会儿叫同学起来回答。
那我从这里是不是可以知道四个与非门可以构成一个异或。
同学们想一想四个或非照上面连接，可以构成一个什么电路。
是不是同或呢?
下面请一个同学上来做一下。
课
堂
练
习
练习1：
分析图5所示逻辑电路的功能。
解：
（1）根据逻辑电路图写出表达式：
F=
（2）化简表达式：
F=
=
=AB+
（3）列真值表：
输入
输出
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
（4）分析逻辑功能：
根据图5可知，当输入端输入相同时，输出为低，输出相异时，输出为高。
叫一个同学上黑板上来做一下这个题，其他同学在下面做，老师走下去巡视一下他们的做题情况，学生有不懂的，老师可以及时解决。
老师可以了解一下学生对这节课所学内容的掌握情况，以便进行后面的教学。
同学上来做题练习题，加深对组合逻辑分析方法的印象。
课
堂
小
结
组合逻辑的分析方法：
根据已知组合电路的电路图（一般是逻辑电路图），逐级写出逻辑表达式。
化简各逻辑表达式。
设定输入状态，求对应的输出状态，列出上述最简逻辑表达式对应的真值表。
根据真值表分析出该电路所具有的逻辑功能，并用文字说明。
通过总结的形式总结出本节课的重点，方便学生自我检查自己的掌握情况。
学生和老师一起回忆这节课所讲的主要内容以及重点。
加深同学们的印象。
作
业
置
业
1.书上192页的2题和3题。
2.预习组合逻辑的设计的内容。
3.复习我们所学的内容。
老师布置作业。
学生多加练习，加深印象。
六、板书设计
一、组合逻辑电路的定义：
输出仅仅取决于输入，没有反馈，也没有储能元件。
二、组合逻辑电路的分析方法：
根据已知组合电路的电路图（一般是逻辑电路图），逐级写出逻辑表达式。
化简各逻辑表达式。
设定输入状态，求对应的输出状态，列出上述最简逻辑表达式对应的真值表。
根据真值表分析出该电路所具有的逻辑功能，并用文字说明。
例1：
分析图4所示逻辑电路的功能。
解：
（1）根据逻辑电路图写出表达式：
S=
（2）化简逻辑表达式：
S=
=AB+
+AB+
=AB+
（3）列出真值表如图4所示：
输入
输出
A
B
S
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
图4
（4）分析逻辑功能：
根据图4可知，当输入端输入相同时，输出为低，输出相异时，输出为高。
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