尹其畅第4~6讲数字电子技术基础

1、 长安大学考研 813电子技术基础命题规分析及复习要点精讲主讲人：尹其畅老师第二章 组合逻辑电路1、本章考情分析 本章主要介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法，然后讨论编码器，译码器，数据选择器，数据分配器，加法器常用的组合逻辑功能器件。每年都要出大题，主要是简单的组合逻辑电路设计。我们的精力主要放在设计电路上，由基本逻辑门或者由74LS138译码器与基本逻辑门构成的设计电路上，以及全加器的构成分析。2、本章框架结构本章首先介绍了组合逻辑电路的特点，然后分别介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法，然后介绍了相应的逻辑功能件。3、本章考点预测基本逻辑门，74LS138译码器，全加器。4、本章要点精讲

2、要点一：组合逻辑电路的概念（特重点，小题，大题） 1 组合逻辑电路的定义：在任何时刻，逻辑电路的输出状态只取决于电路各输入状态的组合，而与电路原来（以前的工作状态）的状态无关。2 组合逻辑电路的结构：由各种逻辑门电路组成，输入与输出之间没有反馈途径（反馈电路或者反馈连线），无记忆性元器件（电容，电感）。包括单输出与多输出组合逻辑电路。例1 逻辑电路图如下：逻辑表达式:F=AB+BC+AC分析：可以看出，在任何时刻，只要输入变量A，B，C取值确定，则输出F也随之确定。例2 逻辑电路图如下：这是一个基本触发器，可以看出输入是非和非，输出是Q非和Q.分析：中间有反馈连线，因此不是组合逻辑电路，而是下

3、一章的时序逻辑电路。3 组合逻辑电路的特点：(1) 电路中不包含有记忆功能的单元电路；（2）输入、输出之间没有反馈延迟电路 ；要点二：组合逻辑电路的研究内容要点三：组合逻辑电路的分析方法所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。分析步骤：1根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式。2化简逻辑表达式，求出输出函数的最简与或表达式。3列出输出函数的真值表。4描述电路的逻辑功能。例2.1逻辑电路如下：1写出逻辑表达式： 2.化简逻辑表达式：3.列出真值表：4.确定其功能： 当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。 所以这个电路实际上是一种3人表决

4、用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。例3.2 逻辑电路如下：1写出逻辑表达式：2.化简逻辑表达式： 3.列出真值表：4.确定其功能：输入相同为“0”； 输入不同为“1”。因此是一个异或门=1ABF要点四：组合逻辑电路的设计方法组合逻辑功辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的逻辑电路。设计方法根据要求，设计出适合需要的组合逻辑电路应该遵循的基本步骤，可以大致归纳如下：1、进行逻辑抽象分析设计要求，确定输入、输出信号及它们之间的因果关系。设定变量，即用英文字母表示有关输入、输出信号，表示输入信号者称为输入变量，有时也简称为变量，表示输出信号者称为输出变量，有时也称为

5、输出函数或简称函数。状态赋值，即用0和1表示信号的有关状态。列真值表。根据因果关系，把变量的各种取值和相应的函数值，以表格形式一一列出，而变量取值顺序则常按二进制数递增排列，也可按循环码排列。2、进行化简输入变量比较少时，可以用卡诺图化简。输入变量比较多用卡诺图化简不方便时，可以用公式法化简。3、画逻辑图变换最简与或表达式，求出所需要的最简式。根据最简式画出逻辑图。例4 要实现的逻辑功能。设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。解：分析：“多数表决电路”是按照少数服从多数的原则对某项决议进行表决，确定是否通过。

6、令 逻辑变量A、B、C 分别代表参加表决的3个成员，并约定逻辑变量取值为0表示反对，取值为1表示赞成； 逻辑函数Y表示表决结果。Y取值为0表示决议被否定，Y取值为1表示决议通过。 按照少数服从多数的原则可知，函数和变量的关系是：当3个变量A、B、C中有2个或2个以上取值为1时，函数Y的值为1，其他情况下函数Y的值为0。1.首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。输出是F，多数赞成时是“1”，否则是“0”。2. 根据题意列出真值表。3. 画出卡诺图，并用卡诺图化简：4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。要点五：编码器历年考研中，没有考编码器，如果要考的

7、话，只可能考74LS148，其它的编码器可以不了解，一次本节只讲74LS148。编码:用二进制代码表示固定的含义。编码器:执行编码功能的电路一：8线3线 优先编码器（74LS148）集成3位二进制优先编码器74LS148的逻辑图集成3位二进制优先编码器74LS148的真值表集成3位二进制优先编码器74LS148的芯片和引脚功能二、二-十进制编码器二-十进制编码器：将十个状态（对应于十进制的十个代码）编制成BCD码。十个输入：I0 I9 ，四个输出：F3 F0 ，也就是8421 BCD码编码器，此编码器不是重点，有兴趣的同学可以看看。要点六：译码器（特重点）历年考研中，大题考了三次，都是74LS

8、138构成的设计电路，小题考了一次，显示译码器的基本概念。因此本节是特重点，在习题补充中有这方面的大题和小题。译码是编码的逆过程，即将某二进制翻译成电路的某种状态。一、二进制译码器二进制译码器的作用：将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n-2n线译码器。译码器的输入一组二进制代码译码器的输出一组高低电平信号1、2-4线译码器74LS139的内部线路时译码器工作74LS139的功能表“”表示低电平有效2-4线译码器框图2、3线8线译码器74LS138内部线路（逻辑电路图）74LS138的真值表当时，74LS138的逻辑框图二、显示译码器在数字系统中，常常需要将运算结果用人们习惯的十进制显示出

9、来，这就要用到显示器件和显示译码器。字型重叠式显示器点阵式显示器分段式显示器等显示器分类:有半导体显示器 (LED)荧光显示器液晶显示器按发光物质分:按显示方式分:按发光物质不同分类1）半导体显示器，亦称发光二极管显示器。优点：电压低。缺点：亮度低。2）荧光数字显示器，如荧光数码管。优点：视觉好。缺点：要有灯丝电压，功耗大。3）气体放电显示器，如辉光数码管。优点：视觉好。缺点：电压高。4）液晶数字显示器，如液晶显示器。优点：电流小。缺点：亮度低。按显示方式分类1）字型重叠式：将不同字符的电极重叠起来，要显示某字符，只需使相应的电极发光即可，如辉光数码管。2）分段式：数码由分布在同一平面上若干段

10、发光的笔画组成，如半导体显示器。3）点阵式：由一些按一定规律排列的可发光点阵所组成，利用光点的不同组合，便可显示不同数码，如液晶显示器。数码显示器件。用来显示数字和符号。使用较多的是七段数码显示器。主要包括发光二极管(LED)数码管和液晶显示(LCD)数码管两种。LED数码管通过点亮不同位置上的LED使其显示不同的字符形状，并将需显示的各段按ag命名，如下所示。其优点是具有较高亮度、工作电压较低、体积小、可靠性高、有多种颜色可供选择，应用广泛；但工作电流较大。 七段显示器中的LED根据连接方式的不同，分为共阴极与共阳极两种连接方式。LCD数码管是利用液晶材料在电场作用下会吸收光线的特性显示数码

11、。优点是耗电较低、体积小、重量轻、显示清晰；但显示亮度较低。要点八：加法器（特重点）历年考研中，大题考了一次，都是全加器的基本电路，小题未考。因此本节是也特重点，在习题补充中有这方面的大题和小题。一、半加器半加运算不考虑从低位来的进位。设：A-加数；B-被加数；S-本位和；C-进位。真值表逻辑图逻辑符号二、全加器：an-加数；bn-被加数；cn-1-低位来的进位；sn-本位和；cn-本位向高位的进位。真值表全加器的卡诺图要点九：多位加法器历年考研中，大小题都未考，本节出题的可能性不大，只需了解。实现多位二进制数相加的电路称为加法器。1、4位串行进位加法器构成：把4个全加器串联起来，低位全加器的

12、进位输出连接到相邻的高位全加器的进位输入。由于每一位相加结果，必须等到低一位的进位产生以后才能建立，因此这种结构也叫做逐位进位加法器。其特点是结构简单，最大缺点是运算速度慢。为了提高运算速度，必须减小或消除由于进位信号逐位传递所消耗的时间，采用超前进位加法器。要点十：数值比较器（重点）历年考研中，大小题都未考，但是本节有可能出题，因此本节是重点。用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器，简称比较器。一、1位数值比较器设AiBi时Li1； AiBi时Gi1； AiBi时Mi1。得1位数值比较器的真值表。逻辑表达式逻辑图 要点十一：数据分配器和数据选择器历年考研中，大小题都未考，但是

13、本节有可能出题，容易出填空题，因此本节是也重点。一数据选择器 在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路，叫做数据选择器，也称多路选择器或多路开关。S0时，选择器使能(工作)，S1时，选择器被禁止。输出数据可以是4路输入数据的任意一路，究竟是哪一路完全由选择控制信号决定逻辑表达式二，集成数据分配器把二进制译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址码输入端，则带使能端的二进制译码器就是数据分配器。习题补充：小题全加器和数值比较器部分一、填空题1、两个1位二进制数相加叫做(半加器)。两个同位的加数和来自低位的进位三者相加叫做(全加器)。2、比较两个多位二进制数大小是

14、否相等的逻辑电路，称为(数值比较器)。 二、单项选择题1、如需要判断两个二进制数的大小或相等，可以使用(D)电路。 A、译码器 B、编码器 C、数据选择器 D、数据比较器2、只考虑本位数而不考虑低位来的进位的加法称为 (B)。 A、全加 B、半加 C、全减 D、半减编码器和译码器部分一、填空题1、用文字、符号或者数码表示特定对象的过程，叫做（编码）2、用n位二进制代码对N=2n个信号进行编码的电路称为(二进制编码器)。3、半导体数码显示器的内部接法有两种形式：共(阴)极接法和共(阳)极接法。4、对于共阳接法的发光二极管数码显示器，应采用 (低)电平驱动的七段显示译码器。5、8个输入的编码器，按

15、二进制编码，其输出的编码有(3) 位。6、3个输入的译码器，最多可译码出(8) 路输出。二、单项选择题1、在二进制译码器中，若输入有4位代码，则输出有(D)信号。 A、2个 B、4个 C、8个 D、16个2、若在编码器中有50个编码对象，则要求输出二进制代码位数为(B)位。 A、5 B、6 C、10 D、50 3、在在大多数情况下,对于译码器而言(A)。 A、其输入端数目少于输出端数目 B、其输入端数目多于输出端数目 C、其输入端数目与输出端数目几乎相同大题试分析所示组合逻辑电路的逻辑功能，写出逻辑函数式，列出真值表，说明电路完成的逻辑功能。解：由逻辑电路图写出逻辑函数表达式：图a：图b： 图c：由逻辑函数表达式列写真值表： 由真值表可知：图a为判奇电路，输入奇数个1时输出为1；图b 为全加器L1为和，L2为进