常用的组合逻辑电路

1、,在数字电路中，常用的组合电路有,加法,器、编码器、译码器、数据分配器和多路选择,器,等。下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑,电路的基本结构、工作原理和使用方法。,20.8,加法器,20.8.1,二进制,十进制：,09,十个数码，“逢十进一”。,在数字电路中，为了把电路的两个状态,(,“1”,态和“,0”,态,),与数码对应起来，采用,二进制,。,二进制：,0,，,1,两个数码，“逢二进一”。,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.8.1,加法器,一、加法器的基本概念及工作原理,加法器实现两个二进制数的加法运算,1,半加器,:,只能进行本位加数、被加数的加法运算而不考虑,低位进位。,列出

2、半加器的真值表：,输,入,被加数,A,加数,B,0 0,0 1,1 0,1 1,输,出,和数,S,进位数,C,0 0,1 0,1 0,0 1,画出逻辑电路图,:,A,B,=1,S,&,C,由真值表直接写出表达式,:,A,CO,S,?,A,B,?,A,B,?,A,?,B,C,?,AB,S,C,B,2,全加器,:,能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的,加法运算。,输,入,输,出,S,i,C,i,A,i,B,i,C,i-1,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,0 0,1 0,1 0,0 1,1 0,0 1,0 1,1 1,由真值表直接写出

3、逻辑表达式，再经代数法化简和转换得：,S,i,?,A,i,?,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,?,C,i,?,1,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,(,A,i,?,B,i,),C,i,?,1,?,(,A,i,?,B,i,),C,i,?,1,?,A,i,?,B,i,?,C,i,?,1,C,i,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,C,i,?,1,?,A,i,B,i,?,A,i,C,i,?,1,?,B,i,C,i,?,1,画出全加器的逻辑电路图：,A,i,

4、B,i,C,i-1,&,S,i,?,A,i,?,B,i,?,C,i,?,1,C,i,?,A,i,B,i,?,A,i,C,i,?,1,?,B,i,C,i,?,1,&,1,C,i,A,i,B,i,C,i-1,逻辑符号,&,=,1,逻辑图,CI,CO,S,i,C,i,S,i,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,加法器,:,实现二进制加法运算的电路,如：,要考虑低位,来的进位,0,0,0,1,全加器实现,+,0,0,1,1,进位,1,1,0,1,0,0,不考虑低位,来的进位,半加器实现,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,二、多位数加法器,4,位串行进位加法器,C,3,S,3,S,2,S,1,S,

5、0,C,i,S,i,A,i,B,i,C,i-1,C,i,S,i,A,i,B,i,C,i-1,C,i,S,i,A,i,B,i,C,i-1,C,i,S,i,A,i,B,i,C,i-1,A,3,B,3,C,2,A,2,B,2,C,1,A,1,B,1,C,0,A,0,B,0,C,-1,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.9,编码器,把二进制码按一定规律编排，使每组代码,具有一特定的含义，,称为编码。,具有编码功能的逻辑电路称为编码器。,n,位二进制代码有,2,n,种组合，可以表示,2,n,个信息。,要表示,N,个信息所需的二进制代码应满足,n,2,?,N,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,

6、20.8.1,二进制编码器,将输入信号编成二进制代码的电路。,高,低,电,平,信,号,二,进,制,代,码,n,2,个,n,位,编码器,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,例：,设计一个编码器，满足以下要求：,(1),将,I,0,、,I,1,、,I,7,8,个信号编成二进制代码。,(2),编码器每次只能对一个信号进行编码，不,允许两个或两个以上的信号同时有效。,(3),设输入信号高电平有效。,(1),分析要求：,n,输入有,8,个信号，,即,N=8,，根据,2,?,N,的关,系，即,n,=3,，即输出为三位二进制代码。,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,(2),列编码表：,输入,I,0,I

7、,1,I,2,I,3,I,4,I,5,I,6,I,7,输,出,Y,2,Y,1,Y,0,0 0 0,0 0,0 1 0,1,0 1,1 0 0,1,1 0 1,1 1 0,1 1 1,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,(3),写出逻辑式并转换成“与非”式,Y,2,=,I,4,+,I,5,+,I,6,+,I,7,=,I,4,+,I,5,+,I,6,+,I,7,.,I,5,.,I,6,.,I,7,=,I,4,Y,1,=,I,2,+,I,3,+,I,6,+,I,7,=,I,2,+,I,3,+,I,6,+,I,7,. .,.,I,7,=,I,2,I,3,I,6,Y,0,=,I,1,+,I,3,+,I

8、,5,+,I,7,=,I,1,+,I,3,+,I,5,+,I,7,.,I,3,.,I,5,.,I,7,=,I,1,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,(4),画出逻辑图,Y,2,1,Y,1,1,Y,0,1,&,&,&,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,0,I,1,0,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.9.3,优先编码器,当有,两个或两个以上,的信号同时输入编码电路，,电路只能对其中一个优先级别高的信号进行编码。,即允许几个信号同时有效，但电路只对其中,优先级别高的信号进行编码，而对其它优先级,别低的信号不予理睬。,总

9、目录,章目录,返回,上一页,下一页,CT74LS,4147,编码器功能表,输,入,(,低电平有效,),输,出,(,8421,反码,),I,9,I,8,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0,?,?,?,?,?,?,?,?,0 1 1 0,1,0,?,?,?,?,?,?,?,0 1 1 1,1 1,0,?,?,?,?,?,?,1 0 0 0,1 1 1,0,?,?,?,?,?,1 0 0 1,1 1 1 1,0,?,?,?,?,1 0 1 0,1 1 1 1 1,0,?,?,?,1 0 1 1

10、,1 1 1 1 1 1,0,?,?,1 1 0 0,1 1 1 1 1 1 1,0,?,1 1 0 1,1 1 1 1 1 1 1 1,0,1 1 1 0,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,例,:,CT74LS,147,集成优先编码器,(10,线,-4,线,),U,CC,N,Y,3,I,3,I,2,I,1,I,9,Y,0,16 15 14 13 12 11,10 9,CT74LS,4147,1 2 3 4 5 6,7 8,T4147,引脚图,低电平,有效,I,4,I,5,I,6,I,7,I,8,Y,2,Y,1,GND,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.8.2,二,十进制编码器,

11、将十进制数,09,编成二进制代码的电路,高,低,电,平,信,号,10,个,4,位,编码器,二,进,制,代,码,表示十进制数,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,8421BCD,码编码表,列编码表：,四位二进制代码,可以表示十六种,不同的状态，其,中任何十种状态,都可以表示,09,十个数码，最常,用的是,8421,码。,输,入,0,(,I,0,),1,(,I,1,),2,(,I,2,),3,(,I,3,),4,(,I,4,),5,(,I,5,),6,(,I,6,),7,(,I,7,),8,(,I,8,),9,(,I,9,),输,出,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,0,0,0,0,0,0,0,0

12、,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,写出逻辑式并化成“或非”门和“与非”,门,Y,3,=,I,8,+,I,9,.,I,5,+,I,7,Y,2,=,I,4,+,I,5,+,I,6,=,I,4,+,I,6,+,I,7,.,I,3,+,I,7,Y,1,=,I,2,+,I,3,+,I,6,=,I,2,+,I,6,+,I,7,Y,0,=,I,1,+,I,3,+,I,5,+,I,7,+,I,9,.,I,3,+,I,.,=,I,1,+,I,9,7,I,5,+,I,7,总目录,章

13、目录,返回,上一页,下一页,画出逻辑图,Y,3,0,Y,2,1,Y,1,0,Y,0,0,1,1,&,1,0,&,1,1,&,1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,I,9,I,8,I,7,I,6,I,5,0,0,0,0,0,I,4,1,I,3,0,I,2,0,I,1,0,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,法二：,Y,3,?,I,8,?,I,9,?,I,8,.,I,9,Y,2,?,I,4,?,I,5,?,I,6,?,I,7,?,?,I,4,?,I,5,?,I,6,?,I,7,Y,1,?,I,2,?,I,3,?,I,6,?,I,7,?,?,I,2,?,I,3,?,I,6,?,I,7,I,7,Y

14、,0,?,I,1,?,I,3,?,I,5,?,I,7,?,I,9,?,?,I,1,?,I,3,?,I,5,?,I,7,?,I,9,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,1K,?,10,&,&,&,&,I,0,I,1,I,2,I,3,I,4,I,5,I,6,I,7,I,8,I,9,S,0,S,1,S,2,S,3,S,4,S,5,S,6,S,7,S,8,S,9,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,+5V,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,十键,8421,码编码器的逻辑图,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.10,译码器和数字显示,译码是编码的反过程，它是将代码的组合译成,一个特定的输出信

15、号。,20.10.1,二进制译码器,二,进,制,代,码,3,位,译码器,8,个,高,低,电,平,信,号,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,集成电路译码器,(a),74HC139,集成译码器,E,1/2 74x139,E,A,0,A,1,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,A,0,A,1,功能表,输,入,输出,E,A,1,A,0,Y,0,Y,1,Y,2,H,H,H,H,L,L,L,L,H,H,L,L,H,H,L,H,L,H,L,H,H,L,L,H,H,H,H,H,Y,3,H,H,H,H,L,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,1,S,1,A,0,1,A,1,1,

16、Y,0,1,Y,1,1,Y,2,1,Y,3,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,(a),16,15,14,13,12,11,10,9,+,U,CC,S,2S,2A,0,2A,1,A,0,1Y,0,2Y,1,2Y,2,A,1,2Y,3,1,&,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,双,2/4,线译码,器,Y,0,Y,3,是输出端,CT74LS139,&,1,1,&,1,1,&,CT74LS139,型译码器,(a),外引线排列图；,(b),逻辑图,(b),A,0,、,A,1,是输入端,S,是使能,端,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,CT74LS139,型译码器,139,功能表,输,出,输,入,

17、S,A,1,A,0,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,1,?,?,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1,双,2/4,线译码,器,A,0,、,A,1,是输入端,Y,0,Y,3,是输出端,S,是使能,端,S,= 0,时译码器工作,输出低电平有效,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,(b) 74HC138(74LS138),集成译码器,Y,0,E,3,Y,1,E,2,Y,2,E,1,Y,74HC138,3,Y,4,Y,5,A,0,Y,6,A,1,Y,7,A,2,逻辑图,A,0,1,A,1,2,A,2,3,E,1

18、,4,E,2,5,E,3,6,Y,7,7,GND,8,16,V,CC,15,Y,0,14,Y,1,13,Y,2,12,Y,3,Y,11,4,Y,5,10,Y,6,9,引脚图,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,74HC138,集成译码器功能表,输,入,E,3,L,H,H,H,H,H,H,H,H,输,出,E,2,H,L,L,L,L,L,L,L,L,E,1,A,2,L,L,L,L,H,H,H,H,A,1,A,0,Y,0,L,L,H,H,L,L,H,H,L,H,L,H,L,H,L,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,H,H,Y,1,Y,2,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,H,H,H,H

19、,H,H,L,H,H,H,H,H,Y,3,Y,4,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,Y,5,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,L,L,L,L,L,L,L,L,Y,6,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,Y,7,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,Y,0,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,Y,1,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,Y,2,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,Y,3,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,Y,4,?,?,A,2,?,A,1,?,

20、A,0,E,3,L,H,H,H,H,H,H,H,H,Y,5,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,Y,6,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,A,2,L,L,L,L,H,H,H,H,Y,7,?,?,A,2,?,A,1,?,A,0,输,入,E,2,H,X,L,L,L,L,L,L,L,L,E,1,输,出,A,1,A,0,Y,0,L,L,H,H,L,L,H,H,L,H,L,H,L,H,L,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,H,H,Y,1,Y,2,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,H,H,Y,3,Y,4,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,

21、H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,Y,5,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,H,H,L,L,L,L,L,L,L,L,Y,6,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,H,Y,7,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,L,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,2,、用译码器实现逻辑函数,当,E,3,=1,，,E,2,= E,1,= 0,时,+5V,E,C,B,A,Y,0,E,3,Y,1,E,2,Y,2,E,1,74HC138,Y,3,Y,4,Y,5,A,0,Y,6,A,1,Y,7,A,2,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,Y,7,Y,0,?,A,B,C,

22、Y,1,?,?,A,B,C,?,m,1,Y,2,?,?,A,BC,?,m,2,?,m,0,.,.,.,Y,7,?,A,?,B,?,C,?,m,7,3,线,8,线译码器的,含三变量函数的全部最小项。,Y,0,Y,7,基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,用译码器实现逻辑函数,例,1:,试用译码器和门电路实现逻辑函数：,L,?,AB,?,BC,?,AC,解：,将逻辑函数,转换成最小项,表达式,:,再转换成,与非,与非,形式。,Y,7,Y,7,Y,6,Y,5,Y,4,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,74138,G,1,G,2A,G,2B,1,0,0,

23、A,2,A,1,A,0,A,B,C,L,&,L,?,A,BC,?,A,B,C,?,AB,C,?,ABC,=,m,3,+,m,5,+,m,6,+,m,7,?,m,3,?,m,5,?,m,6,?,m,7,?,用一片,74138,加一个与,非门就可实现该逻辑函数。,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,例,2,：用一片,74HC138,实现函数,L,?,A,C,?,AB,首先将函数式变换为最小项之和的形式,+5V,E,3,C,B,A,Y,0,Y,1,E,2,Y,2,E,1,74HC138,Y,3,Y,4,Y,5,A,0,Y,6,A,1,Y,7,A,2,L,?,A,B,C,?,A,B,C,?,AB,C

24、,?,ABC,?,m,0,?,m,2,?,m,6,?,m,7,&,L,?,m,0,?,m,2,?,m,6,?,m,7,?,Y,0,?,Y,2,?,Y,6,?,Y,7,在译码器的输出端加一个与非门，即可实现给定的组合,逻辑函数,.,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,例,3:,已知某组合逻辑电路,真值表,输,入,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,的真值表，试用译码器和门,电路设计该逻辑电路。,解：,写出各输出的最小项,表,达,式,，,再,转,换,成,与,非,与非形式,:,L,?,A,B,C,?,A,B,C,?,A,B,C

25、,?,ABC,输,出,L,F G,0 0 1,1 0 0,1 0 1,0 1 0,1 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,?,m,1,?,m,2,?,m,4,?,m,7,?,m,1,?,m,2,?,m,4,?,m,7,F,?,A,BC,?,A,B,C,?,AB,C,?,m,3,?,m,5,?,m,6,?,m,3,?,m,5,?,m,6,G,?,A,B,C,?,A,B,C,?,A,B,C,?,AB,C,?,m,0,?,m,2,?,m,4,?,m,6,?,m,0,?,m,2,?,m,4,?,m,6,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,与非,与非形式,:,L,?,m,1,?,m,2,?,m

26、,4,?,m,7,G,&,F,&,L,&,F,?,m,3,?,m,5,?,m,6,G,?,m,0,?,m,2,?,m,4,?,m,6,用,一,片,74138,加,三,个,Y,7,Y,6,Y,5,Y,4,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,74138,G,1,G,2A,G,2B,1,0,0,A,2,A,1,A,0,A,B,C,与非门就可实现该组合逻,辑电路。,可见，用译码器实现,多输出逻辑函数时，优点,更明显。,总目录,章目录,返回,上一页,下一页,20.10,译码器和数字显示,计数器,脉冲信号,译码器,驱动器,显示器,KHz,20.10.2,二,-,十进制显示译码器,在数字电路中，常常需要,把运算结果用十进,制,数显示出来，,这就要用,显示译码器,。,二,十,进,制,代,码,译,码,器,驱