Verilog 硬件描述语言自学——重温数电之组合逻辑电路

目录

1）组合逻辑电路定义

2）组合逻辑电路分析

3）组合逻辑电路设计

4）组合逻辑电路优化

5）组合逻辑电路中的竞争冒险

6）总结         

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1）组合逻辑电路定义

        组合逻辑电路的一般框图：

        组合逻辑电路结构特征：输出输入之间没有反馈延迟电路且不含记忆单元。

        组合逻辑电路工作特征：在任何时刻，电路的输出状态只取决于同一时刻的输入状态而与电路原来的状态无关。

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2）组合逻辑电路分析

        分析步骤：由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式-->化简和变换逻辑表达式-->列出真值表-->根据真值表或者逻辑表达式，经分析最后确定其功能。  

        逻辑电路分析举例：   

                                              

            

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3）组合逻辑电路设计

        设计过程：

        a. 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

        b. 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

        c. 根据逻辑描述列出真值表

        d. 由真值表写出逻辑表达式

        e. 简化和变换逻辑表达式，画出逻辑图

组合逻辑电路设计示例：

 

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4）组合逻辑电路优化

        组合逻辑电路优化是用指定芯片中特定资源实现逻辑函数，使电路的成本低且工作速度快。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。

    

               

                

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5）组合逻辑电路中的竞争冒险

        产生竞争冒险的原因：            

        竞争：当一个逻辑门的两个输入端的信号同时向相反方向变化，而变化的时间有差异的现象。

        冒险：两个输入端的信号取值的变化方向是相反时，如门电路输出端的逻辑表达式简化成两个互补信号相乘或者相加，由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象。

        消除竞争冒险的方法：

       1、 发现并消除互补变量                                   

        2、增加乘积项，避免互补项增加

        

           3、输出端并联电容器

                如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可以在输出端并联一电容器，致使输出波形上升沿和下降沿变化比较缓慢，可对于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用。

6）总结         

        本章节只要简单记录了一下实现简单逻辑电路功能的逻辑电路的设计思路和设计方法，其中应用到了逻辑表达式的化简方法以及卡诺图的基本知识，是数字电路的基础知识，后续会继续学习若干典型的逻辑组合电路，先学到这了，眼睛好酸^_^