第四章：组合逻辑电路的设计

第四章：组合逻辑电路设计

一、单选题

1：串行加法器的进位信号采用（ ）传递，并行加法器的进位信号采用（ ）传递。 A 超前，逐位 B 逐位，超前 C逐位，逐位 D超前，超前 2：组合逻辑电路（ ）。

A 一定是用逻辑门构成的 B 一定不是用逻辑门构成的 C 一定是用集成逻辑门构成的 D A与B均可 3：下列消除竞争—冒险的方法中错误的是（ ）。 A 修改逻辑设计 B 引入封锁脉冲 C 加滤波电容 D 以上都不对

4：四位比较器（74LS85）的三个输出信号A〉B，A=B，A

A 高电平 B 低电平 C 高阻 D任意电平

5：已知AB?AC?BC?AB?AC，左式和右式的两个逻辑图分别是X和Y，产生竞争—冒险的是（ ）。

A X B Y C X和Y D 都不是

6：采用四位比较器（74LS85）对两个四位数比较时，最后比较（ ）。 A 最高位 B 最低位 C 次高位 D 次低位

7：在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有（ ）。

A 译码器 B 编码器 C全加器 D 寄存器

8．串行进位加法器的特点是（ ），

A超前进位 B速度较慢 C速度太快 D加法位数多

9：要实现多输入、单输出逻辑函数，应选 （ ）。

A 数据选择器 B 数据分配器 C 译码器 D 编码器

10：组合逻辑电路（ ）。

A 有记忆功能 B 无记忆功能 C 有时有，有时没有 D 要根据电路确定

11．以下电路中，加以适当辅助门电路， 适于实现单输出组合逻辑电路。

A.二进制译码器 C.数值比较器 D.七段显示译码器

二、判断题

1：如果想实现并串转换可以选择数据分配器。（ ）

3：半加器与全加器的主要区别是是否考虑来自低位的进位。（ ）

4：四个全加器可以组成一个串行进位的四位数加法器。（ ）

5：一个四位数比较器进行数值比较时，只有四位数全部比较完才能产生比较结果。（ ） 6：竞争冒险现象是可以消除的。（ ） 7：只用两片4选1数据选择器就可以构成一个8选1数据选择器。 ( ) 9：分析组合逻辑电路一定得写出逻辑表达式。 ( ) 10：只要是组合逻辑电路就可能存在竞争。（ ）

11：表示逻辑函数的逻辑表达式与真值表是等价的。( )

13：设计组合逻辑电路时，一般要化简。( )

14：两个逻辑电路的逻辑函数表达式不一样，这两个电路的逻辑功能就不一样。( )

三、填空题

1：串行进位加法器的缺点是（ ），要想速度较高时应采用（ ）加法器。 答案：速度较慢 超前进位

4：一个多位的串行进位加法器，最低位的进位输入端应（ ）。

答案：接地

3：只考虑两个一位二进制数的相加而不考虑来自低位进位数的运算电路称为（ ）。 答案：半加器

4：要把并行数据转换成串行数据，应选用( )。 答案：数据选择器

5：由于信号的（ ）不同而产生干扰脉冲(毛刺)的现象称为（ ）。 答案：延时 竞争-冒险

6：驱动共阳极七段数码管的译码器的输出电平为（ ）有效，驱动共阴极七段数码管的译码器的输出电平为（ ）有效。

答案：低电平 高电平

7：驱动七段数码管的译码器（CC14547）有（ ）个数据输出端。

答案：七

8：描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。

答案：逻辑表达式 真值表 卡诺图 逻辑图

9：数字电路中，任意时刻的输出信号只与该时刻的输入有关，而与该信号作用之前的原来状态无关的电路属（ ）。 答案：组合逻辑电路

10：消除竞争冒险现象的方法通常有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。

答案：加封锁脉冲 加选通脉冲 修改逻辑设计

计算分析题 1：在一个射击游戏中,射手可打三枪,一枪打鸟,一枪打鸡,一枪打兔子,规则是命中不少于两枪者获奖。 试用与非门设计一个判别得奖电路。 答案：（1）设鸟、鸡、兔分别用变量A、B、C表示，1表示枪命中，0表示没有命中；用Y

表示结果，1表示得奖，0表示不得奖。

（2）列真值表：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

（3）卡诺图化简并写出最简表达式：

BC00011110Y 0 0 0 1 0 1 1 1 A011111

得：Y?AB?AC?BC=AB?AC?BC

（4）与非门设计的逻辑电路如下图：

A＆B＆＆YC＆

2：只知道某一电路为组合电路，但不知道其电路结构，如何确定其逻辑功能？ 答案：通过实验测量的方法来确定电路的逻辑功能。具体方法如下：

把所有的输入端口接逻辑开关，按自然二进制数组合，依次输入逻辑高低电平，记录对应的输出逻辑电平，再列出真值表，根据真值表分析其逻辑功能。

4：已知Y?ABD?CD?BC，问是否存在竞争冒险现象，并说明原因。

答案：不存在竞争冒险现象。因为无论A、B、C、D取值如何组合，都不会出现他们的互非量。

5：已知Y?A?CB?AC?AD，问是否存在竞争冒险现象，若有，指出冒险情况。 答案：存在竞争冒险现象。 当C=1，B=0，D=0的时候，Y?A?A，出现竞争冒险现象。

8：试用两个半加器和一个或门设计一个全加器。

（1）写出半加输出表达式; （2）写出全加输出表达式; （3）画出逻辑图。

AiBi∑C0SiCi

答案：（1）半加表达式：Si?Ai?Bi, Ci?AiBi

（2）全加表达式：Si?Ai?Bi?Ci-1, Ci?(Ai?B)Ci?1?AiBi （3）画逻辑图如下：

AiBiSiCiC0∑∑Ci-1C0Si≥1Ci

10：试用数据选择器74151实现逻辑函数Y(A,B,C,D)?求解过程。

答案：（1）把所要实现的函数化为最小项表达式：

?m(1,2,5,8,9,11,12,)，要求写出

Y?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD ；

（2）取ST=0，74151工作，与74151输出表达式进行比较，令A?A2,B?A1,C?A0，且Y=Y’，得：

D3= D7=0， D4=1， D0=D2= D5=D， D1 =D6=D

（3）画出逻辑图如下：

YABC01D

YA2A1A0Y’ST74151D0D1D2D3D4D5D6D71

11：试用8选1数据选择器74151和适当的门电路实现逻辑函数Y(A,B,C)?A?B?C 答案：（1）把所要实现的函数化为最小项表达式：Y?ABC?ABC?ABC?ABC ； （2）取ST=0，74151工作，与74151输出表达式进行比较，令A?A2,B?A1,C?A0，且Y=Y’，得：

D0= D3=D5=D6=0， D1=D2= D4=D7=1

（3）画出逻辑图如下：

YABCA2A1A0Y’YST74151D0D1D2D3D4D5D6D701

12：双4选1数据选择器CC14539的逻辑示意图如图所示, 图中A1,A0为地址码输入端,D0～D3为数据输入端, 试用其实现逻辑函数Y?A?B?C

A1A01Y2YCC145391ST2ST1D01D11D21D32D02D12D22D3

图号：6504

答案：（1）把所要实现的函数化为最小项表达式：

Y?ABC?ABC?ABC?ABC ；

（2）取ST=0，CC14539工作，与CC14539输出表达式进行比较，令A=A1， B=A0，且Y=Y’，得：

1D0= 1D3=C， 1D1=1D2= C

（3）用单4选1就够用了，可使其中一个使能端置无效电平，此处使2ST置无效电平为1，

为防止干扰，使不用的2D0= 2D1= 2D2=2D3= 0 ，即接地。

画逻辑图如下：

YABA1A01Y2YCC145391ST2ST11D01D11D21D32D02D12D22D3C1

13：分析图示4选1路数据选择器电路的功能并列出电路功能表。

YYABA1A0Y’STD0D1D2D301B 图号：6503 答案：A1A0为地址输入，Y为输出。

由于A0接地，地址码A1A0只能有00、10两种状态，只能选择D2、D0输出，由此可得电路功能表如下：

A1 A0 0 0 1 0 Y 0 B

14：图示4选1数据选择器电路中，当AB=00、01、10、11时，Y的为何值？

YYABA1A0Y’STD0D1D2D301CC

图号：6502 答案：

由数据选择器的原理知： AB=00时， Y=0； AB=01时， Y=1； AB=10时， Y=C； AB=11时， Y=C；

15：分析图示电路的逻辑功能( 10分)。

（1）写出输出逻辑表达式； （2）列出真值表； （3）归纳逻辑功能。

A1&≥11Y&B

图号：6207

1答案：（1）表达式：Y?AB?BA 化简得：Y?A?B （2）列真值表：

A B 0 0 0 1 1 0 1 1 Y 0 1 1 0

（3）逻辑功能：两个变量A、B的异或，也可看作两个变量A、B的比较，相等为0，不等为1。

17：写出下图的最简输出与或表达式。

&AB&&&&&YC

图号：6202

答案：输出表达式：Y?A?AB?B?AB?C?A?AB

Y?A?AB?B?AB?C?A?AB ?(A?AB?B?AB?)C?AB

?AB?ABC

计算的最后结果数字：

输出表达式：Y?AB?ABC

21：某工厂有三个车间和一个自备电站, 电站有X、Y两台发电机, 当一个车间开工时,只需

启动X, 任意二个车间开工时, 只需启动Y, 三个车间同时开工时, X、Y都应启动, 试设计一个启动发电机X、Y的控制电路，并要求逻辑门个数最少。 答案：（1）设三个车间分别用变量A、B、C表示，1表示开工，0表示不开工；用X、Y表

示发电机，1表示启动发电机，0表示不启动。

（2）列真值表：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 （3）写表达式并化简：

XBC00A01011110X 0 1 1 0 1 0 0 1 Y 0 0 0 1 0 1 1 1 1111

YBC00A010111101111

由卡诺图化简得：X?A?B?C，Y?AB?AC?BC=AB?AC?BC （4））逻辑图：

A&=1X=1B&C&&Y

22：有一个火灾报警系统，设有烟感，温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器，为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上探测器发出探测信号时，报警系统才产生报警信号，

试用与非门设计该报警信号电路，要求写全分析步骤。

答案：（1）设烟感，温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器分别用变量A、B、C表示，

1表示发出探测信号，0表示没有发出探测信号；用Y表示结果，1表示报警，0表示不报警。

（2）列真值表：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

（3）写表达式并化简：

YBC00A01011110Y 0 0 0 1 0 1 1 1 1111

由卡诺图化简得：Y?AB?AC?BC=AB?AC?BC

（4）与非门设计的逻辑电路如下图：

A＆B＆＆＆YC

23：设计一个二输出逻辑电路，它的输入信号是8421BCD码，它的输出定义为：

（1）Y1: 当输入的非零数字能被4整除时，输出为1； （2）Y2: 当输入的数字为奇数时，输出为1；

要求：列出Y1、Y2 真值表,选择适当的逻辑门设计该电路。

答案：（1）设A、B、C、D为输入信号，用Y2Y1表示结果。 （2）列真值表：

A B C D 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 Y2 Y1 0 0 1 0 0 0 A B C D 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 Y2 Y1 0 1 1 0 × ×

0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 （3）写表达式并化简：

Y1AB00011110Y2AB000111101 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 × × × × × × × × × × CD000111101×1×××××

CD0001111011××111××××

由卡诺图化简得： Y1?BC D?AC D Y2?D （4）逻辑图：

A＆11Y2CDB＆≥1Y1

24：某工厂有一台容量为45KW的自备电源, 为A,B,C,D四台用电设备供电, 设A,B,C,D的额定功率分别为10KW, 10KW, 20KW, 30KW, 而它们投入运行是随机的组合。试设计一个电源过载的报警电路，可随意选择门电路。

答案：（1）设A、B、C、D四台用电设备，1表示用电，0表示不用电。用Y表示结果，1

表示过载报警，0表示不报警。 （2）列真值表：

A B C D 0 0 0 0 Y 0 A B C D 1 0 0 0 Y 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 （3）写表达式并化简：Y?0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 ?m(3,7,11,13,15)

YCD00AB0001111001111011111

化简得：Y?ABD?CD

（4）设计的逻辑电路如下图：

CD＆≥1YBA＆

25：设计一个三变量奇校验电路，即当输入有奇数个1时，输出为1，否则输出为0。要求：

（1）列出真值表； （2）写出简化逻辑式；

（3）画出用最少门实现的逻辑图。

答案：（1）设三个变量分别用A、B、C表示，；用Y表示结果。 （2）列真值表：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 Y 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 （3）写表达式并化简：

YBC00A0101111 101111

由卡诺图知无法化简，但根据题意可变换为Y?A?B?C，逻辑图如下：

AB=1=1C

26：已知电路如图示，要求：

（1）写出输出逻辑表达式并化简； （2）指出其逻辑功能。

AY

1&≥1YBC=11&

图号：6206

答案：（1）逻辑表达式：Y?A(B?C)?A(B?C) 化简得：Y?A?B?C 列真值表如下：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 Y 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1

（2）逻辑功能：三个变量A、B、C的奇校验电路。

1

27：分析下图电路，要求写出逻辑表达式并化简，画出用与非门实现的逻辑图。

CBA&≥1&&≥1Y

图号：6205

答案：（1）逻辑表达式：Y?(A?BC)?A?(B?C) ?（2）化简得： Y?ABCA B CA B C ?ABC?

（3）与非门实现的简化逻辑图：

A＆B＆＆＆YC＆＆

28：逻辑电路如图所示,试分析其逻辑功能。要求：

（1）写出Y1、Y2、Y3的表达式；

（2）列出真值表； （3）分析逻辑功能。

图号：6204

答案：（1）输出表达式：Y1?A?B

Y2?A?B?A? B Y3?A?B （2）列真值表：

A B 0 0 0 1 1 0 1 1

（3）逻辑功能：对A、B两个一位二进制数的比较电路。

29：分析图示电路的逻辑功能:

（1）写出Y1, Y2的表达式； （2）列出真值表； （3）分析其逻辑功能。

Y1 Y2 Y3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 ABC=1=1Y1&&图号：6203

&Y2

答案：（1）Y1?A?B?C

Y2?(A?B)C?AB ?(A?B)C?AB

（2）真值表：

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y1 0 1 1 0 1 0 0 1 Y2 0 0 0 1 0 1 1 1

（3）逻辑功能：为一位数全加器，Y1为本位和，Y2为向高位的进位。

30：已知4选1数据选择器的功能如下表，试用其实现逻辑函数。（画出接线图） Y?AB?AB 选择器功能表

地址输入 A1 A0 × × 0 0 0 1 1 0 1 1 使能 ST输出 Y 0 D0 D1 D2 D3 1 0 0 0 0 A1A0Y’STD0D1D2D3

图号：6501

答案：(1) 把所要实现的逻辑函数与数据选择器的输出作比较，令A?A1, B?A0，且Y=Y’，

则有：D0=D3=1，D1=D2=0。 (2) 画出逻辑图如下：

YYABA1A0Y’STD0D1D2D301

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