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组合逻辑电路在实际中的应用

组合逻辑电路在实际中的应用

学院：广西大学机械工程学院 姓名： 班级： 学号：

摘要

数字电路的广泛应用和高度发展标志着现代电子技术的水准，电子计算机、数字式仪表、数字化通信以及繁多的数字控制装置等方面都是以数字电路为基础的。数字电路根据逻辑功能的不同特点，一般可以分成两大类，一类叫做组合逻辑电路（简称组合电路），另一类叫做时序逻辑电路（简称时序电路）。组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。而时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有关。组合逻辑电路的分析的关键是根据真值表能够用准确的语言把其功能全部概括出来。而组合逻辑电路的设计题最关键的步骤是如何根据题目给定的条件列出相应的真值表。再根据真值表列出逻辑表达式，再利用卡诺图或者逻辑代数运算法则化简，再设计出相应的电路图实现其功能。组合逻辑电路在实际中应用广泛，在我们的生活中所用到的电子器件，很多都用到了组合逻辑电路。

关键词：组合逻辑电路、实际、应用。

Combinational logic circuit in the actual application

Abstract: The wide application of digital circuit and a highly developed marks the level of modern electronic technology, electronic, computer, digital instruments, digital communications and digital control device in a wide range of is based on the digital circuit, etc.Digital circuit according to the different features of logical functions, generally can be divided into two categories, category is called the combinational logic circuit(hereinafter referred to as combinational circuits), another kind is called a sequential logic circuit(hereinafter referred to as sequential circuits).Combinational logic circuit characteristic is at any time on the logical function of output only depends on the input, the moment has nothing to do with the original state of the circuit.In logic and temporal logic circuit function is the output of any time depends not only on the characteristics of the input signal, but also depends on the original state of the circuit, or, also related to the previous input.Analysis of combinational logic circuit is the key to according to the truth table to summarize out in all the functions of accurate language.And the design problem of combinational logic circuit is the most critical step is how to according to the topic given conditions listed corresponding truth table.According to true value table lists the logical expreion, using the karnaugh map or simplify logical

组合逻辑电路在实际中的应用

algebra algorithm, to realize its function to design the corresponding circuit diagram.Combinational logic circuit is widely used in practice, used electronic devices in our life, many of them use the combinational logic circuit.Keywords: combinational logic circuit, and actual application.正文：

组合逻辑电路就是由各种门电路与门、或门、非门组合起来使用的不具有记忆功能的逻辑电路。组合逻辑电路可以有一个或多个输入端，也可以有一个或多个输出端。在组合逻辑电路中，数字信号是单向传递的，即只有从输入到输出的传递，没有从输出到输入的反传递，所以各输出只与各输入的即时状态有关，而与输入信号作用前的电路状态无关。常见的组合逻辑电路有与非门、或非门、异或门等。组合逻辑电路如何分析，以及在实际中有何应用呢？

工程实际中，研究组合逻辑电路通常有以下三方面任务。① 分析：对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。② 设计：根据逻辑命题的需要设计组合逻辑电路。

③ 应用：掌握常用典型组合逻辑电路的逻辑功能，选择和应用到工程实际中去。

一、组合逻辑电路的分析步骤：

当研究某一给定的逻辑电路时，常常会遇到这样一些问题：需要采取或借鉴电路的设计思想、需要更换电路的某些组件、需要评价电路的技术经济指标等。这就要求对给定的逻辑电路进行分析。组合逻辑电路的分析步骤如下。

① 写表达式：一般方法是从输入到输出逐级写出逻辑函数表达式。② 化简：利用公式法或图形法进行化简，得出最简函数表达式。③ 列真值表：根据最简函数表达式列出函数真值表。

④ 功能描述：判断该电路所完成的逻辑功能，作出简要的文字描述，或进行改进设计。

二、组合逻辑电路的设计步骤：

组合逻辑电路的设计过程正好与分析相反，它是根据给定的逻辑功能要求，找出用最少逻辑门来实现该逻辑功能的电路。一般可分为以下几个步骤。

① 根据设计的逻辑要求列真值表。② 根据真值表写出函数表达式。

③ 化简函数表达式或作适当形式的变换。④ 画出逻辑电路图。

这4个设计步骤中，最关键的是第一步，即根据逻辑要求列真值表。任何逻辑问题，只要能列出它的真值表，就能把逻辑电路设计出来。然而，由于逻辑要求往往是用文字描述的，一般较难做到全面而确切，有时甚至是含糊不清的。因此，对设计者来说建立真值表不是一件很容易的事，它要求设计者对设计的逻辑问题有一个全面的理解，对每一种可能的情况都能作出正确的判断。列真值表就如同对算术中的应用题列方程一样。

三、组合逻辑电路的应用

组合逻辑电路在实际中的应用

如今，以数字信号为特征的现代信息技术在迅猛发展，电子计算机、数码相机、移动电话数字电视等与数字信号相关的电子产品已经深入到了人类生活、生产的方方面面。在家里数字化的家用电器使人们的生活更加便捷，生活更加丰富多彩，在工厂里一些危险、繁重的环节，电子计算机控制的机器人已经取代人从事生产。实现这些功能离不开逻辑电路。下面以在生活中常见的简单逻辑电路为例作简单的介绍分析，并借此能更好地理解和丰富逻辑电路的内容。

1．简单防盗报警器

在工厂、银行等单位都会安装防盗报警器，以防在财产被盗时即时报警。该警报器是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关被脚踩下而闭合，同时安装在保险箱里的光敏电阻被手电筒照射时，光敏电阻的阻值减小，蜂鸣器就会发出鸣叫声。如果只是光照并不能使报警器发出声音，所以用钥匙开箱时，即使有光也不会报警。只有强行打开时，报警器同时满足两个条件便发生报警。

2．电热水器

许多家庭都安装了电热水器，它给人们的生活带来了方便。电热水器系统的恒温器集成电路有调温电阻，热敏电阻。“与”门电路的两个输入端分别接上一个水位传感器和一个水温传感器。当水箱充满水时，温度越低，热敏电阻的阻值越大，两端的分压越大，当电压达到一定程度时，“与”门的输出端为高电压，电热水器的加热开关才会接通电源，对水箱中的水进行加热。当温度高于一定温度时，热敏电阻变小，热敏两端的电压变小，发热器停止加热，所以热水器处于保温状态。当水箱水不满时，或者温度高时发热器都不会加热。

3．简单车门报警

汽车给人们的出行带来方便、舒适，但其安全性也很重要。车门报警电路的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。驾驶员离开汽车时，两车门均处于关闭状态，跟两车门对应的开关均闭合，即输入逻辑均为0，那么输出也是逻辑0，电流不通过发光二极管，这时发光二极管不会发光报警；只要其中任何一个车门打开时，开关就处于断开状态，即输入为逻辑1，那么输出也是逻辑1，这时就有电流通过发光二极管，使其发光报警。如果有四个门，原理也是一样，通过指示灯发光报警就可以判断门是否都关好了。

4．火警报警装置

在工厂、学校、医院等场所都有火警报警器，以便在发生火灾时，即时报警，组织救火，最大限度地减少人民生命和财产损失。火警报警装置的逻辑电路由一个热敏电阻，和一个阻值较小的分压电阻。当发生火情时，温度升高，热敏电阻的阻值变小，电压降低，通过非门电路输出高电压，接通电铃，实现报警。如果增大可变电阻的电阻值，则报警的温度就降低了，报警器的灵敏度就提高了。

5．自动控制路灯

随着城市化进程的加快发展，城市建设也趋于现代化、人文化、科技化，城市道路两旁的路灯也成了一座城市独特的风景线，其自动控制不但节省人力，还节约了能源。自动控制路灯的逻辑电路是由光敏电阻，光越强烈，光敏电阻的阻值越小，输入低电位，通过非门后，组合逻辑电路在实际中的应用

输出端为高电位，所以路灯自动熄灭。光越微弱，光敏电阻的阻值越小，输入高电位，通过非门后，输出端为低电位，所以路灯自动接通。如果要使天很黑时路灯才亮，可以调节可变电阻的阻值。譬如原来黄昏时路灯开始亮时光敏电阻阻值要比天黑时大，光敏电阻上的分压也大，就是天黑后光敏电阻上的分压变小，要在天黑时维持这样的电压就要减小可变电阻的阻值，使天黑后光敏电阻上的分压要仍然等于原来黄昏时使路灯接通时的电压。

6．消防应急灯

在商场、图书馆等公共场所都有消防应急灯，为出现火灾时，电源被切断的情况下提供逃生的照明电器。

参考文献

1.《电工学》第六版 秦曾煌 高等教育出版社

2.《数字电子技术》 孙建三 哈尔滨理工大学工业技术学院 3.《数字电子技术》 刘守仁 西安电子科技大学出版社 2001 4.《数字电子技术》 刘全盛 机械工业出版社 2001 5.“组合逻辑电路在列车信号系统中的应用” 项目总结报告 徐晓宁 6.余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.04.7.王廷才，李怀刚.电子技术实训[M].北京：高等教育出版社，2008.05.4