数字电路与数字逻辑第四章组合逻辑电路1教案

1、第1页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第2页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第3页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第4页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路一一. .组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。 组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。忆单元，没有反馈通路。 每一个输出变量是全每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：部或部分输入变量的函数：L1=f

2、1（A1、A2、Ai）L2=f2（A1、A2、Ai） Lj=fj（A1、A2、Ai） A1A2AiL1L2Lj第5页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路分析过程一般包含分析过程一般包含4 4个步骤：个步骤：组合组合逻辑电路逻辑电路逻辑逻辑表达式表达式最简最简表达式表达式真值表真值表逻辑功能逻辑功能第6页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路ABCP ABCCABCBABCA CPBPAPLC B AABCCBAABCC)B(AABCLALBC00001001010111010011101101111110第7页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路&ABFBAABA BBA BBAA

3、BAF BBAABA BBAABA ）（）（BABA 第8页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 真值表真值表特点：特点：输入相同为输入相同为“0”“0”； 输入不同为输入不同为“1”“1”。异或门异或门BAF BABAF =1ABF第9页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路1例例3 3：分析下图的逻辑功能。分析下图的逻辑功能。 01被封锁被封锁1=1BMF&2&3&4A1第10页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路=010被封锁被封锁1特点：特点：M=1时选通时选通A路信号；路信号； M=0时选通时选通B

4、路信号。路信号。M&2&3&4AB1F选通电路选通电路第11页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路ABCCABCBABCAL设计一个三人表决电路，结果按设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数少数服从多数”的的原则决定。原则决定。（1 1）列真值表：）列真值表：（3 3）化简。）化简。（2 2）由真值表写出逻辑表达式：）由真值表写出逻辑表达式：ALBC0000100001001101001010110111111100 01 11 1001ABC00111010第12页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路（4 4）画出逻辑图。）画出逻辑图。ACBCABL 如果，要

5、求用如果，要求用与非门实现该逻辑与非门实现该逻辑电路，就应将表达电路，就应将表达式转换成与非式转换成与非与与非表达式：非表达式： 画出逻辑图画出逻辑图如图所示。如图所示。AC BC ABACBCABL第13页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 例例2 2：设计一个电话机信号控制电路。电路有设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、火警）、I1（盗警）和盗警）和I2（日常业务）三种输入信号，通过排队电日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从路分别从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火通过。如果同时

6、有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路路74007400（每片含（每片含4 4个个2 2输入端与非门）实现。输入端与非门）实现。解：解：（1 1）列真值表：）列真值表：（2 2）由真值表写出各）由真值表写出各输出的逻辑表达式：输出的逻辑表达式：第14页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路（3 3）根据要求，转换为与非表达式：）根据要求，转换为与非表达式：（4 4）画出逻辑图。）画出逻辑图。第15页数字电路

7、与数字逻辑第四章 组合逻辑电路解：（解：（1 1）根据题目要求，列出真值表：）根据题目要求，列出真值表：第16页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0100001000L3 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0000100111L2 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0001010011L1 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0010011101L0第17页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路（3 3）由逻）由逻辑表达辑表达式画出式画出逻辑图。逻辑图。第18页数字电路

8、与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A1A00001110110111011011111100Y1Y2Y3Y“”表示表示低电平有效。低电平有效。第19页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路013012011010AAY ,AAY ,AAY ,AAY&1Y0Y2Y3YA1A011112 24 4译译码码器器A1A0Y0Y3Y2Y1输出输出输入输入第20页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A1A0111110000111001101101011010111110E0Y1Y2Y3Y&1Y0Y2Y3YA1A0E111112 24 4译译码码器器A1A0Y0Y3Y2Y1E第21页数字电路

9、与数字逻辑第四章 组合逻辑电路&Y0&Y1&Y2&Y3&Y4&Y5&Y6&Y7111111&1S1S2S3A0A1A2第22页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A0A1A2S2S3S1Y7GNDVCCYYY2Y3Y4Y5Y612345678910111213141516CT54LS138第23页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 第24页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路用两片用两片7474LS138LS138组成组成的的4 4线线1616线译码器线译码器10Y12Y11Y13Y15Y14Y16Y17Y20Y2

10、2Y21Y23Y25Y24Y26Y27Y74LS138(1)A0A1A2S13S2S0123456774LS138(2)A0A1A2S13S2S01234567D0D1D2D31第25页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路iiiMmYACBCABLABCCABCBABCAL7653mmmm将逻辑函数转换成最小项表达式，将逻辑函数转换成最小项表达式，再转换成与非再转换成与非与非形式。与非形式。用一片用一片7413874138加一个与非门加一个与非门就可实现该逻辑函数。就可实现该逻辑函数。1G0A74138G2A2B12AGAY1YYY2YYY73Y4560ABC100L&第26页数字电

11、路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路ABCCBACBACBAL74217421mmmmmmmmCABCBABCAF653653mmmmmmCABCBACBACBAG64206420mmmmmmmm第27页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路3121YGYY74138A005Y2AG GY71YY2Y4A6A2BABC100FGL&ABCCBACBACBAL74217421mmmmmmmmCABCBABCAF653653mmmmmmCABCBACBACBAG64206420mmmmmmmm第28页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 如果要使若干片集成芯片轮流工作，方法之一是利用译码器的

12、输出来提供片选信号。()()()()YY1Y2Y3二变量译码器A1A01FEEEE第29页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路例：例：利用线译码器分时将采样数据送入计算机。利用线译码器分时将采样数据送入计算机。0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4线译线译码器码器ABCD三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门AEBECEDE总线总线第30页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4线译线译码器码器ABCD三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门AEBECEDE总线总线工作原理工作原理：（以：（以A0A1=00为例）为例）000全为全为1数据数据脱离总线

13、脱离总线第31页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第32页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路Y01Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0AAA12G2AG1G2B74138D10D0D1D2D3D4D5D6D7数据输出数据输入地址选择信号第33页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路741380Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YA2A1A0SABSCS100DA1A0D0D1D2D30D1D2D3D第34页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第35页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第36页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路9Y5Y6Y7Y8Y3Y0Y2Y1YA3A2A04YA1410译码

14、器BCD输入A2A3A1A0Y0Y1Y3Y2Y4Y5Y6Y7Y8Y9第37页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路9Y5Y6Y7Y8Y3Y0Y2Y1YA3A2A04YA1第38页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路01239012380123701236012350123401233012320123101230AAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAY第39页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 常用的数字显示器有多种类型，常用的数字显示器有多种类型，按显示方式分，有按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等。字型重叠式、点阵式

15、、分段式等。 按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管( (LED)LED)显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器等。显示器等。fabcdegDPCOMdcDPefCOMbag第40页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路COMCOMaabbccddeeffggDPDP第41页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第42页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第43页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第44页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路结果按结果按“少数服从多数少数服从多数”的原则

16、决定。的原则决定。第45页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第46页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路W3X3Y3W3X2Y2W3X1Y1W3X0Y0An=2 , m=4第47页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路GDAADAADAADAAY) (301201101001第48页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路DA0123D10ADDGY1&11111第49页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第50页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第51页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第52页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第53页数字电路与数字逻辑第四章 组合

17、逻辑电路第54页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路l集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出为“1”）。 第55页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A1A0Y0Y3Y2Y1EVCC第56页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路D0D7EA0A1A2YD0D7EA0A1A2Y&A0A1A2A3D8D15 D0D7 =0D0 D7=1D0 D7Y第57页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路D0D7EA0A1A2YD0D7EA0A1A2Y&A0A2A2A3D8D15 D0D7 =1D

18、8 D15=1D8 D15第58页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第59页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第60页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路ABCCABCBABCALm3+m5+m6+m7ACBCABL 第61页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第62页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路CABCABLBAABFBAABFCFCFCBAABCBAABCBBABCAACCABCABCABL )()( )()()( ，其中第63页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路BAABFBAABF ，第64页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第65页数字电路与数字逻辑第四章

19、 组合逻辑电路第66页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路SSSSSSSSSS10V1k10D7CCC86B52A493第67页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路9898SSSSA76547654SSSSSSSSB第68页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路76327632SSSSSSSSC9753197531SSSSSSSSSSD98SSA 7654SSSSB 7632SSSSC 97531SSSSSD 重新整理得：重新整理得：（3 3）由表达式）由表达式画出逻辑图：画出逻辑图：SSSSSSSSSS0123456789VCC1k10&A&BC&D&第6

20、9页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路SSSSSSSSSS0123456789ABCDGS&1VCC1k10第70页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路输 入输 出0A21AA1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 11I2I546II03I7III0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1编码器真值表第71页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路

21、76542IIIIA 76321IIIIA 75310IIIIA A&1&A0A21I1I11131I1II52011I674II第72页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第73页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路7IEII1I2I543I6IIA01A2AEOGS0I1111111111111111&第74页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第75页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第76页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路 0I1I2I3I4I5I6I7IA2A1A0GSEOEI74148(2)I01I2II3I4I56I7IA21A0AGSEO

22、EI74148(1)1X2XX560X7XX3XX4X14915X813XX10XX1112XXGSY0Y1Y2Y3EOEI0&第77页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路72I0I1A6I5I4II3I0I74148AEIEOGS21AII457I162III03II11I98IY0Y1Y2Y3&GGGG1234第78页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第79页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路输输入入 输输出出 A B AB A=B AB 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 BABA ”“ABBABA ”“BABA ”“

23、第80页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路BABA ”“ABBABA ”“BABA ”“第81页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第82页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第83页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第84页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第85页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第86页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路BAE)ba)(ba)(ba)(ba(00112233112233223333)()(babababababaS 00112233)()(babababa SEL第87页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第88页数字电路与数字逻

24、辑第四章 组合逻辑电路第89页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第90页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第91页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第92页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第93页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路A B C S 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 BABABAS ABC =1&ABSC半加器半加器ABCS第94页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路an bn cn-1 sn cn 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1

25、 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1nnnnnnnnnnnc )baba(c )baba(s nn1nnnnnnbac )baba(c 第95页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路1n1n1nnnnnnnnnnncscsc )baba(c )baba(s nn1nnn1nnnnnnbascbac )baba(c nnnnbabas ,bann nnnnbabas anbncn-1sncn全加器全加器半加器半加器半加器半加器 1anbncn-1sncnsscc第96页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路114SN74LS1831an1bn1cn-11cn1sn2cn-12cn2sn2an

26、2bnUccGND第97页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路D1bncn-1sncn全加器全加器anbncn-1sncn全加器全加器anA2A1B2B1D2C串行进位串行进位第98页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路D3bncn-1sncn全加器全加器anA3B3cn-1bnsncn全加器全加器anA4B4D4Ccn-1D2bnsncn全加器全加器anA2B2D1bncn-1sncn全加器全加器anA1B1第99页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiBAGBAPCPCBACBACBACBACBASGCPC

27、BACBACBACBAC11111111111Ci-1SiAiBi&Ci=1&1=1PiGiiiiiiiABCBAC1第100页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路iiiGCPC1i32312301231012332332120121012212210110110110100GGPGPPGPPPCPPPPGCPCGGPGPPCPPPGCPCGGPCPPGCPCGCPCBAGBAPiiiiii第101页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路P3G3P0G0C0S3S2S1S0A0 B0A1 B1A2 B2A3 B3全加器全加器全加器全加器C-1超前进位形成逻辑P1G1C1P2G

28、2C2C-1C3第102页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第103页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路8.4.2.1BCD 码码 DCBA 余余 3 码码 Y3Y2Y1Y0 0000 0011 0001 0100 0010 0101 0011 0110 0100 0111 0101 1000 0110 1001 0111 1010 1000 1011 1001 1100 第104页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第105页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路第106页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路21PPF异或门真值表异或门真值表 P1 P2 F 1 的总个数 0 0 0 1 1 0 偶数 0 1 1 1 0 1 奇数 第107页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路987654321PPPPPPPPPQOD第108页数字电路与数字逻辑第四章 组合逻辑电路QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9P1P2P9P10P11P17