逻辑设计一例

🏠 首页 《无线电》杂志 1981年 🔗 第11期 🔗 第38页 分类:“现代家庭电子制作”电视讲座辅导材料 🔗 杨廷善 🔗

某逻辑电路有三个输入端A、B和C,有一个输出端F。现在只知道它的输入输出的波形为图1,如何用与非门来构成这个逻辑电路?

图1
图1 🔍原图 (578×284)

对于这样的问题,必须首先分析波形图,找出输入A、B、C为各种状态组合时输出F所对应的状态。为此,在图1的波形上,把凡是A、B、C的波形状态有改变的地方,都画上垂直的虚线,并直达于输出F的波形上,见图2。然后在各条垂直虚线所划分的间隔内,将A、B、C和F的状态都用1或0标注出来(低电平为0,高电平为1)。于是便可将上述每一间隔内的情况列成表格(见附表)。显然,附表便是这个未知逻辑电路的真值表。

图2
图2 🔍原图 (562×339)
图3
图3 🔍原图 (311×431)

其次,根据真值表求逻辑表达式。方法是把F=1的各项相加,于是得

F=A-B-C+AB-C-C+ABC-

将上式用逻辑代数的基本公式进行化简:

F=A-B-C+A-BC-C+ABC-

=A-C(B-+B)-C+ABC-

=A-C+ABC-+ABC-(∵B-+B=1)

=C(A--)+ABC-

=C(A--B--)+ABC-(∵A--B-)

=C[A---+A)]+ABC-

=C(A--)+ABC-(∵A-+A=1)

-C+B-C+ABC-

=A-C+B-C+ABC-

=A-C·B-C·ABC-(摩根定理)

最后,根据逻辑表达式便可求出逻辑电路,见图3。至此问题便结束了。但是,我们注意到上式在化简过程中有一步为

图4
图4 🔍原图 (478×415)

F=A-C+B-C+ABC-

F=(A--)C+ABC-

=AB-C +ABC---=AB-摩根定理)

=AB-C·ABC-(摩根定理)

由此式可得图4所示的逻辑电路。显然,图4比图3更简单一些。

图5
图5 🔍原图 (416×414)

这个例题给了我们一个启发:设计逻辑电路的时候,最好多试探几种方案,以便找出最佳的方案。而且基本公式掌握得越熟练,最佳方案越容易找到。(杨廷善)