第4章组合逻辑电路

1、 数字电子技术 课程周次第6周， 第2次课 章节第四章 组合逻辑电路授课方式课堂讲授教学时数2时间分配授课内容及过程组合逻辑电路内容： 1、组合逻辑电路的分析与设计方法 （重点）2、常用的组合逻辑电路:编码器 译码器 选择器 加法器 比较器3、竞争冒险：抗扰问题 4.1 概述一、组合逻辑电路数字电路按逻辑功可分为两大类 1.组合逻辑电路 2.时序逻辑电路在组合逻辑电路中任意时刻的输出只取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。 二、逻辑功能的描述逻辑图、函数式或真值表均能描述，这里用函数式说明y1=f1(a1,a2,an)y2=f2(a1,a2,an)Y=F(A)ym=fm(a1,a2,an)

2、15分钟10分钟授课内容及过程4.2 组合电路的分析方法和设计方法一、分析方法逻辑图 函数式或真值表方法：逐级写出逻辑函数式。右图电路 C=AB二 设计方法逻辑功能 逻辑图真值表 函数式步骤：1.真值表2.函数式3.逻辑图例：交通信号灯故障检测电路。要求在非“只有一只灯亮”时给出出错信号。解：1.真值表为求真值表，首先进行逻辑抽象。用R代表红、A代表黄、G代表绿；用1表示灯亮，“0”表示灯灭；用Z表示输出，且“1”表示有故障。得到真值表：25分钟20分钟授课内容及过程2.函数式 注意：在用门电路（即SSI）实现时要注意： 第一，把函数式划成所用门要求的形式； 第二，要把函数式划成最简。为此，要

3、尽量使用卡诺图。得到函数式：Z = R A G + RA + RG + AG若用与非门：3.逻辑图：4.3 若干常用的组合逻辑电路一、 编码器（ENCODOR)编码：用二值代码表示具体事物。 如：用0101表示十进制数5。编码器分为普通编码器和优先编码器。（一）普通编码器普通编码器任何时刻只允许一个输入有效。以3位二进制编码器的设计为例:1. 真值表10分钟10分钟重点与难点教学重点：组合电路的基本分析和设计教学难点：组合电路的设计练习习 题 四4.1, 4.3, 4.5参考资料数字电子技术基础第五版 阎石 高等教育出版社 2006.12数字电子技术基础简明教程第三版余孟尝高等教育出版社200

4、6.8电子技术基础（数字部分）康华光高等教育出版社2001.8 数字电子技术 课程周 次第7周， 第1次课章 节4.3 若干常用组合逻辑电路授课方式课堂讲授教学时数2时间分配授课内容及过程2.函数式3.逻辑图（二）优先编码器优先编码器允许多个输入信号同时有效。设计时所有输入信号已按优先顺序排队。如：74LS148是83线优先编码器。这次我们进行“分析”。15分钟10分钟授课内容及过程 二进制译码器 二十进制译码器 显示译码器25分钟20分钟授课内容及过程译码器功能的扩展：例如，用74LS138实现416线译码器。· 很明显，要用2片74LS138如果74LS138只有一个使能端S，则

5、需要接入一个“12线译码器”。10分钟10分钟重点与难点教学重点：编码器的逻辑功能教学难点： 优先编码器练习习 题 四4.6， 4.9参考资料数字电子技术基础第五版 阎石 高等教育出版社 2006.12数字电子技术基础简明教程第三版余孟尝高等教育出版社2006.8电子技术基础（数字部分）康华光高等教育出版社2001.8 数字电子技术 课程周次第7周， 第2次课章节4.3 若干常用的组合逻辑电路授课方式课堂讲授教学时数2时间分配授课内容及过程4.3.2 译码器（二）二十进制译码器 功能：将输入的二十进制码（BCD码）转换为代表09这十个数的电平信号。二十进制码（Binary Coded Deci

6、mal)多为四位码。常用代码见下表：偏权码无权码二十进制译码器74LS42逻辑图如下（8421码）：15分钟10分钟授课内容及过程××110××××11010010110100A3A2A1A02.实现组合逻辑电路原理：译码器可提供输入变量的全部最小项，因此可以用它实现任何逻辑函数（要加必要的门电路）。方法： 将逻辑函数化成最小项之和； 当译码器低电平有效时，就选与非门； 当译码器高电平有效时，就选或门。例：用译码器实现下述逻辑函数式描述的组合逻辑电路。（允许使用必要的门电路。）25分钟20分钟授课内容及过程1.七段字符显示器这种显示器

7、可用多种发光器件构成。例如半导体发光二极管、液晶等。这里以发光二极管为例进行说明。半导体数码管BS2012.BCD七段显示译码器 这里将其作为组合电路介绍它的设计方法：10分钟10分钟重点与难点教学重点： 显示译码器教学难点：显示译码器练习习 题 四4.16, 4.19参考资料数字电子技术基础第五版 阎石 高等教育出版社 2006.12数字电子技术基础简明教程第三版余孟尝高等教育出版社2006.8电子技术基础（数字部分）康华光高等教育出版社2001.8 数字电子技术 课程周次第8周， 第1次课章节4.3 若干常用的组合逻辑电路授课方式课堂讲授教学时数2时间分配授 课内容及过程4.3.3 数据选

8、择器以4选1数据选择器为例进行分析。我们分析上半部分：S1A1 A0 Y1 0 ×× 0 1 0 0 D10 1 0 1 D11 1 1 0 D12 1 1 1 D13（二）功能扩展 例如：用双4选1数据选择器构成8选1数据 选择器。1.根据输入端个数决定使用4选1数据选择器个数M；2.再根据1款中的M值决定需用的译码器的种类X-M线译码器（M=2X）；3.决定输出端使用那种门使能端无效时输出全为低，则选用或门；使能端无效时输出全为高，则选用与门； 本例 M=2, X=1, 输出选或门15分钟10分钟授课内容及过程 可用来设计组合逻辑电路例如用四选一数据选择器实现异或逻辑：

9、 Z=A B +A B对比上两式得：也可用真值表： A(A1) B(A0) Z Y 0 0 0 D0 0 1 1 D1 1 0 1 D2 1 1 0 D3可见数据选择器地址端的个数等于能实现的逻辑函数包含变量的个数。还可以实现变量数比地址端数大1的逻辑函数。例如，用4选1数据选择器实现交通灯判别电路。25分钟20分钟授课内容及过程若用公式法，要将Z写成包含变量R,A最小项的与或式。四. 加法器实现二进制数的加法运算。（一）一位加法器1.半加器将两个一位二进制数相加，给出和数和进位。2. 全加器将三个一位二进制数相加，给出和数和进位。10分钟10分钟第3页重点与难点教学重点： 全加器的工作原理教

10、学难点：全加器的工作原理练习习 题 四4.22参考资料数字电子技术基础第五版 阎石 高等教育出版社 2006.12数字电子技术基础简明教程第三版余孟尝高等教育出版社2006.8电子技术基础（数字部分）康华光高等教育出版社2001.8 数字电子技术 课程周次第9周， 第1次课章节4.3 若干常用的组合逻辑电路授课方式课堂讲授教学时数2时间分配授课内容及过程（二）多位加法器 1.串行进位加法器特点：电路简单，但速度慢。2.超前进位加法器思路：将各位的CO均用输入的AiBi。15分钟10分钟授课内容及过程25分钟20分钟授课内容及过程（三）逻辑功能的扩展例如：用CC14585构成8位数值比较器。显然

11、，需要2片CC14585。用片（1）比较低4位；片（2）比较高4位。比较结果由片（2）输出。对于片（1），前面通过分析CC14585函数式已得出，只比较四位时应使I(A<B)=0, I(A=B)=I(A>B)=1。10分钟10分钟重点与难点教学重点：数值比较器的功能教学难点：数值比较器的原理练习习 题 四4.24参考资料数字电子技术基础第五版 阎石 高等教育出版社 2006.12数字电子技术基础简明教程第三版余孟尝高等教育出版社2006.8电子技术基础（数字部分）康华光高等教育出版社2001.8 数字电子技术 课程周次第9周， 第2次课章节4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险授课方式

12、课堂讲授教学时数2时间分配授课内容及过程组合逻辑电路中的竞争冒险现象一、竞争冒险现象及其成因本节研究的是：当输入信号发生变化而输出信号还没完全稳定下来这段时间里电路的行为。波形图说明：当门电路的两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变（一个由1 变为0，另一个由0 变为1）时，输出端有可能出现尖峰定义：门电路的两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变（一个由1 变为0，另一个由0 变为1）的现象称为竞争。定义：由于竞争在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象叫竞争冒险。15分钟10分钟授课内容及过程二、检查竞争冒险现象的方法原则：检查是否有这样的输出门，当电路的输入信号变化时，它的两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变。以2-4线译码器为例它的四个输出门都是2输入的。在下面波形图给出的情况下，Y0和Y3端有尖峰脉冲出现。在每次只有一个输入变量改变状态的情况下可通过逻