組合邏輯電路的設(shè)計與分析過程相反，本文小編主要跟大家介紹一下關(guān)于組合邏輯電路的設(shè)計步驟，順便回顧一下組合邏輯電路的分析方法。
組合邏輯電路的設(shè)計，通常以電路簡單，所用器件最少為目標。在前面所介紹的用代數(shù)法和卡諾圖法來化簡邏輯函數(shù)，就是為了獲得最簡的形式，以便能用最少的門電路來組成邏輯電路。但是，由于在設(shè)計中普遍采用中、小規(guī)模集成電路（一片包括數(shù)個門至數(shù)十個門）產(chǎn)品，因此應根據(jù)具體情況，盡可能減少所用的器件數(shù)目和種類，這樣可以使組裝好的電路結(jié)構(gòu)緊湊，達到工作可靠而且經(jīng)濟的目的。
組合邏輯電路設(shè)計步驟
在教學過程中，學生對組合邏輯電路的設(shè)計過程覺得比較難。不知從何人手。筆者經(jīng)過多年的教學，總結(jié)出組合邏輯電路的設(shè)計步驟如下，并舉例說明。
組合邏輯電路設(shè)計是根據(jù)給出的邏輯問題，設(shè)計出一個組合邏輯電路去滿足提出的邏輯功能要求。
組合邏輯電路的設(shè)計步驟如下：
1、仔細分析設(shè)計要求。做出輸入，輸出變量的邏輯規(guī)定。根據(jù)給出的條件，列出真值表。
2、將真值表寫入卡諾圖。化簡。卡諾圖法化簡是一種很方便、很準確的化簡方法，只要有足夠的細心，化簡結(jié)果就不會有問題。
3、畫邏輯電路圖。卡諾圖法化簡后得到最簡的與一或表達式。若需要其他的形式，可先轉(zhuǎn)化后再作圖。下面用實際例子來詳細分析。
例：某單位舉辦游藝晚會，男士持紅票入場。女士持黃票入場。持綠票不管男女均可入場，試用與非門設(shè)計這個游藝晚會入場放行的邏輯控制電路。
第一步：由題意找出輸入、輸出變量，列真值表。題中出現(xiàn)男、女、黃票、紅票、綠票共五個變量。有人會建議設(shè)五個輸入變量，可是若細細想來。可看出男、女為表示對立的變量。可用一個變量A的兩種狀態(tài)來表示。可設(shè)A=O為女，A=I表示男。
剩下的紅票、黃票、綠票分別用B、C、D來表示，即B=I為持紅票。B=O為沒有紅票；C=1為持黃票，C=0為沒有黃票；D=l為持綠票，D=0為沒有綠票；設(shè)L為輸出變量，L=1可入場，L=0不可入場。根據(jù)上述邏輯規(guī)定，按題意列出真值表如附表。
第二步：將真值表寫入卡諾圖，化簡。在畫包圍圈的過程中（如圖l所示）。
要注意以下幾點：
1、包圍圈越大越好（合并后得到的乘積項中因子最少）。
2、包圍圈的個數(shù)越少越好（表達式乘積項項數(shù)最少）。
3、同一個“1”方塊可以被圈多次（因為A+A=A，對邏輯函數(shù)的正確性無影響）。
4、每個圈要有新的成分，如果某一圈中所有的“1”方塊均被別的包圍圈包圍，則此圈所表示的乘積項是多余的。
5、畫包圍圈時，可先圈大，后圈小。
6、不要遺漏任何方塊（否則函數(shù)會出錯）。
將各圈寫成邏輯函數(shù)表達式的形式，并化成題中要求的形式，即得到：L=D+AB+AC=DABAC綜上所述。可看出設(shè)輸入、輸出變量是邏輯電路設(shè)計的第一關(guān)鍵。
只有變量設(shè)得恰當，才能根據(jù)題意順利地列出正確的真值表。卡諾圖法化簡是第二關(guān)鍵，不過只要按照化簡規(guī)則。仔細分析作答，并化簡成題里所需要的形式，然后根據(jù)邏輯表達式畫出相應的邏輯電路圖即可。
延伸閱讀：組合邏輯電路的分析步驟
1、分析組合邏輯電路的步驟大致如下：
已知邏輯圖→寫邏輯式 →運用邏輯代數(shù)化簡或變換→ 列邏輯狀態(tài)表→ 分析邏輯功能
例：某一組合邏輯電路如下圖所示，試分析其邏輯功能。
解：（1）由邏輯圖寫出邏輯式，并化簡
（2）由邏輯式列出邏輯狀態(tài)表（下表）
（3）分析邏輯功能
只當A，B，C全為“0”或全為“1”時，輸出Y才為“1”，否則為“0”。故該電路稱為“判一致電路”，可用于判斷三個輸入端的狀態(tài)是否一致。
2、綜合組合邏輯電路的步驟大致如下：
已知邏輯要求→ 列邏輯狀態(tài)表→ 寫邏輯式→ 運用邏輯代數(shù)化簡或變換→ 或邏輯圖
例：試設(shè)計一邏輯電路供三人（A，B，C）表決使用。每人有一電鍵，如果他贊成，就按電鍵，表示“1”；如果不贊成，不按電鍵，表示“0”。表決結(jié)果用指示燈來表示，如果多數(shù)贊成，則指示燈亮，Y=1；反之則不亮，Y=0。
解：（1）由題意列出邏輯狀態(tài)
共有八種組合，Y=I的只有四種。邏輯狀態(tài)表如下表所示。
（2）由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式
（3）變換和化簡邏輯式
對上式應用邏輯代數(shù)運算法則7，8，14進行變換和化簡：
（4）由邏輯式畫邏輯圖
由上式畫出的邏輯圖如下圖所示。
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邏輯電路按其邏輯功能和結(jié)構(gòu)特點可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。單一的與門、或門、與非門、或非門、非門等邏輯門不足以完成復雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計要求。組合邏輯電路是采用兩個或兩個以上基本邏輯門來實現(xiàn)更實用、復雜的邏輯功能。
接下來跟隨小編一起了解一下關(guān)于組合邏輯電路的實驗原理吧。
一、實驗目的
1、掌握用與非門組成的簡單電路，并測試其邏輯功能。
2、掌握用基本邏輯門設(shè)計組合電路的方法。
二、實驗原理
數(shù)字電路按邏輯功能和電路結(jié)構(gòu)的不同特點，可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。組合邏輯電路是根據(jù)給定的邏輯問題，設(shè)計出能實現(xiàn)邏輯功能的電路。用小規(guī)模集成電路實現(xiàn)組合邏輯電路，要求是使用的芯片最少，連線最少。一般設(shè)計步驟如下：
1、首先根據(jù)實際情況確定輸入變量、輸出變量的個數(shù)，列出邏輯真值表。
2、根據(jù)真值表，一般采用卡諾圖進行化簡，得出邏輯表達式。
3、如果已對器件類型有所規(guī)定或限制，則應將函數(shù)表達式變換成與器件類型相適應 的形式。
4、根據(jù)化簡或變換后的邏輯表達式，畫出邏輯電路。
5、根據(jù)邏輯電路圖，查找所用集成器件的管腳圖，將管腳號標在電路圖上，再接線 驗證。
三、實驗儀器及器件
數(shù)字實驗箱一臺，集成芯片74LS00一塊、74LS20三塊，導線若干。
四、實驗內(nèi)容
1、用非與門實現(xiàn)異或門的邏輯功能
（1） 用集成電路74LS00和74LS20（74LS20管腳見圖1所示），按圖2連接電路（自己設(shè)計接線腳標），A、B接輸入邏輯，F(xiàn)接輸出邏輯顯示，檢查無誤，然后開啟電源。
（2）按表1的要求進行測量，將輸出端F的邏輯狀態(tài)填入表內(nèi)
（3） 由邏輯真值表，寫出該電路的邏輯表達式
2、用與非門組成“三路表決器”
（1）用74LS00和74LS20組成三路表決器，按圖3連接電路（自己設(shè)計接線腳標），A，B，C接輸入邏輯，F(xiàn)接輸出邏輯顯示，檢查無誤，然后開啟電源。
（2）按表2的要求進行測量，將輸出端F的邏輯狀態(tài)填入表內(nèi)。
3、設(shè)計一個“四路表決器”邏輯電路并測試
設(shè)計一個四變量的多路表決器。當輸入變量A、B、C、D有三個或三個以上為1時，輸出F為1；否則輸出F為0。
（1）根據(jù)設(shè)計要求列出表3四人表決器真值表。
（2）用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)，寫出邏輯表達，F(xiàn)=
（3）用74LS20與非門實現(xiàn)“四人表決器”，畫出實驗電路，標出接線腳并測試，驗證所列真值表。
4、設(shè)計型題目：
試用兩片74LS00，設(shè)計一個輸血——受血判別電路，當輸血者和受血者的血型符合下列規(guī)則時，配型成功，受血者可接受輸血者提供的血液。
（1）A 型血可以輸給A 或AB 型血的人；
（2）B 型血可以輸給B 或AB 型血的人；
（3）AB 型血只可以輸給AB 型血的人；
（4）O 型血可以輸給A、B、AB、O 型血的人。
提示：AB代表輸血者血型；CD代表受血者血型。00為o型血，01為A型血；10為B型血，11為AB型血，F(xiàn)為1可相互輸血，為0不可相互輸血。先列出真值表畫出卡諾圖寫出最簡與非式，并畫出邏輯電路圖。
用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)，寫出邏輯表達：
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