根据问题要求完成的逻辑功能,求出在特定条件下实现该功能的逻辑电路,这一过程称为逻辑设计,又叫做逻辑综合。显然,逻辑设计是逻辑分析的逆过程。 一、设计的一般步骤 由于实际应用中提出的各种设计要求一般是用文字形式描述的,所以,逻辑设计的首要任务是将文字描述的设计要求抽象为一种逻辑关系。对于组合逻辑电路,即抽象出描述问题的逻辑表达式。 组合逻辑电路设计的一般过程如图1所示。
图1 二、设计举例 例1 设计一个三变量“多数表决电路”。 解 令逻辑变量A、B、C ──分别代表参加表决的3个成员,并约定逻辑变量取值为0表示反对,逻辑变量取值为1表示赞成;逻辑函数 F──表示表决结果。F取值为0表示决议被否决,F取值为1表示决议通过。 按照少数服从多数的原则可知,函数和变量的关系是:当3个变量A、B、C中有2个或2个以上取值为1时,函数F的值为1,其他情况下函数F的值为0。 1.建立给定问题的逻辑描述 假定采用 “真值表法”,根据上述分析可作出真值表如表1所示。 表1
由真值表可写出函数F的最小项表达式为 F(A,B,C)= ∑m(3,5,6,7) 2.求出逻辑函数的最简表达式 根据F的最小项表达式可作出函数F的卡诺图如图4.6所示。
图2 用卡诺图化简后得到函数F的最简“与-或”表达式为 F(A,B,C)=AB+AC+BC 3. 选择逻辑门类型并进行逻辑函数变换 假定采用与非门构成实现给定功能的电路,则应将上述表达式变换成“与非-与非”表达式
4. 画出逻辑电路图 由函数的“与非-与非”表达式,可画出实现给定功能的逻辑电路图如图3所示。
图3 例 2 设X=x2x1和Y=y2y1是两个二进制正整数,设计一个比较X和Y两数大小的数值比较器,当X>Y时,电路输出F为1,否则F为0。 |
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GMT+8, 2023-5-12 20:44