数字集成电路组合逻辑PPT学习教案

1、会计学1数字集成电路组合逻辑数字集成电路组合逻辑组合逻辑电路的分析分析步骤:(1) 根据逻辑电路图,写出输出逻辑函数表达式;确定第2页/共80页例1: 分析下图所示逻辑电路F=P2+P3+P4P2=AP1P3=BP1P4=CP1P1=ABC=(A+B+C)ABC真值表:A B C F0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 010 0 01 0 1 011 0 01 1 1 1逻辑功能: 一致电路=ABC+ABCP1P2P3P4&ABCF&1反演还原第3页/共80页 例2 如图所示是一个可用于保险柜等场合的密码锁控制电路。开锁的条件是：(1)要拨对密码；(2)要将开

2、锁控制开关S闭合。如果以上两个条件都得到满足，开锁信号为1，报警信号为0，锁打开而不发出报警信号。拨错密码则开锁信号为0，报警信号为1，锁打不开而警铃报警。试分析该电路的密码是多少。AB11&1&CD1F2FV5 S k1(开锁信号)(报警信号)第4页/共80页AB11&1&CD1F2FV5 S k1BCDCBADCBADCBA 1DCBA 1开锁信号报警信号1211 1FDCBAFDCBADCBAF 当A=1 B=0 C=0 D=1时, F1=1 密码:1001密码拨对时, F1=1 , F2=0 密码拨错时, F1=0 , F2=1 断开S时, F1=0 ,

3、 F2=0 密码锁电路不工作动画第5页/共80页Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B.A. .A BBY1.AB&YY3Y2.第6页/共80页反演律反演律吸收律第7页/共80页ABY001 100111001=A B第8页/共80页.A B.Y = AB AB .AB.BAYA B = AB +AB第9页/共80页=A B = 1ABY逻辑符号=A BABY001 100100111第10页/共80页Y&1.BA&C101AA=AC +BCY=AC BC 设：C=1封锁打开选通A信号第11页/共80页Y&1.BA&C001设：C=0选

4、通B信号B=AC +BCY=AC BC第12页/共80页第13页/共80页例1设计一个三人表决逻辑电路，要求: 三人A、B、C各控制一个按键，按下为“1”，不按为“0”。多数（2）按下为通过。通过时L1，不通过L0。用与非门实现。LABC+5V要设计的逻辑电路第14页/共80页A B C L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 L= AC + BC + AB2、 写出最简“与或”式1、列真值表第15页/共80页3、用与非门实现逻辑电路BCACABLBCACABABCL&动画第16页/共80页第1

5、7页/共80页第18页/共80页第19页/共80页第20页/共80页第21页/共80页解：设计要求中已经规定了输入输出变量及其逻辑值的含义，不必重复，列真值表如下。A B C P Q0101010101010101010101XXXXXXXX0000011111水位低于A、B、C时，P、Q同时工作。水位低于A、B而高于C时，只有Q工作。水位低于C却高于B，不可能出现，打叉。化简可得：BQBACP,第22页/共80页作逻辑图如下：BQBACP,第23页/共80页 (取 Y=“1”( 或Y=“0” ) 列逻辑式取 Y = “1”对应于Y=1， 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1

6、 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1第24页/共80页CBACBACBACBAYABCCBACBACBAY BCACBACBACBA 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1第25页/共80页YCBA01100111110&1010第26页/共80页 开工为“1”，不开工为“0”； G1和 G2运行为“1”，不运行为“0”。第27页/共80页0111 0 0 1 0 100011 0 11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0A B

7、C G1 G2第28页/共80页ABCCABCBABCA1 GABCCBACBACBA2 GACBCAB1 G1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G2 100011 0 1ABCCBACBACBA2 G第29页/共80页ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 GABCCBACBACBA2 GACBCAB1 G第30页/共80页ABCABC&G1G2第31页/共80页集成组合逻辑电路第32页/共80页 即编码器控制信息编码器二进制代码编码：赋予二进制代码特定含义的过程称为编码

8、。如：8421BCD码中，用1000表示数字8如：ASCII码中，用1000001表示字母A等第33页/共80页编码器第34页/共80页常用的二进制编码器有三种：42线编码器、83线编码器和104线编码器。 前一个数表示输入的实际数值的个数，后者表示转换成二进制数以后的位数。如42线编码器，共有4个可能的输入值：0、1、2和3它们分别占据一条输入信号线，而转换后的二进制编码分别是：0001、10和11，只需要2位就足够了，所以这种编码器只有两个输出信号线。同理83线编码器用3个二进制位对8个数编码；104线编码器则用4个二进制位对10个数编码。第35页/共80页怎么实现42线编码器呢？设有4个

9、输入A、B、C和D分别代表0、1、2和3，再设有两个输出P和Q，而二进制数（PQ）B则分别对应输入信号的编码。注意：（ 即在同一时刻A、B、C、D中只有一个高电平）。列真值表A B C D P Q0 0 0 10 0 1 00 1 0 01 0 0 01 11 00 10 0其余情况不允许出现，写出其表达式得：DCBADCBAQDCBADCBAP第36页/共80页现在问题来了：当只有信号A输入时，即A1、BCD0，代入上面的公式得P0；Q0。这毫无疑问应该是正确的。当4个输入信号都没有来时，即ABCD0，代入上式得：P0；Q0。这两种不同的输入情况却有相同的输出，这个缺陷有时是非常严重的，必须

10、要想办法改进。DCBADCBAQDCBADCBAP第37页/共80页 第38页/共80页0 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I输入输 出Y2 Y1 Y0第39页/共80页Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4 I5 I6 I7. .= I4+ I5+ I6+ I7Y1 = I2+I3+I6+I7 = I2 I3 I6 I7. . .= I2 + I3 + I6+ I7Y0 = I1+ I3+ I5+ I7 = I1 I3 I5 I7. .= I1 + I3+ I5 + I7第40页/共80页10000000111I7I6I5I4I3I1I2Y2Y1Y0第41页/共80页表

11、示十进制数10个编码器第42页/共80页 00011101000011110001101100000000111第43页/共80页Y3 = I8+I9第44页/共80页10000000011101101001& 1 1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9第45页/共80页98983.IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 7I第46页/共80页十键8421码编码器的逻辑图+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6

12、I7I8I91K10S001S12S23S34S45S56S67S78S89S9第47页/共80页第48页/共80页 输 入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1输 出第49页/共80页Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B

13、 CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B C第50页/共80页CBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0 010000000AABBCC第51页/共80页0AS2-4线译码器ABCD0Y1Y2Y时时，当当 0 S3Y1AAEBECEDE第52页/共80页0AS 2-4线译码器ABCD0Y1Y2Y时时，当当 0 S3Y1AAEBECEDE00脱离总线数据第53页/共80页CT74LS139型译码器(a) 外引线排列图；(b) 逻辑图(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC

14、109161514131211CT74LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1第54页/共80页 输 入 输 出SA0A1Y0110000011001101110Y1Y2Y3111011101110111CT74LS139型译码器S = 0时译码器工作输出低电平有效第55页/共80页GND Y S S S A A A71232106543210CCYY Y YY YY U16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 A A A21070YY 123S S S 1S0 S S 123第56页/共80页3A01232

15、1A A A S S S 89101112131415YYYYYYYY012321A A A S S S 01234567YYYYYYYY012A A A第57页/共80页第58页/共80页第59页/共80页012321A A A S S S 012A A A01234567YYYYYYYY第60页/共80页2. 计算机输入/输出接口地址译码电路 计算机输入/输出接口地址译码电路第61页/共80页二 十进制代码第62页/共80页gfedcba 由七段发光二极管构成例：共阴极接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低电平时发光高电平时发光共阳极接法ab

16、cgdefdgfecbagfedcba共阴极接法abcdefg第63页/共80页Q3 Q2Q1Q0agfedcb译码器二 十进制代码100101111117个4位第64页/共80页gfedcbaQ3 Q2 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0

17、 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9第65页/共80页BS204A0A1A2A3CT74LS247+5V来自计数器七段译码器和数码管的连接图5107abcdefgRBI BI LTA11A22LT3BI4RBI5A36A07GND8911101213141516+UCCCT 74LS247CT74LS247型译码器的外引线排列图abcdefg第66页/共80页第67页/共80页74HC4511显示译码器驱动液晶数码管的一个例子 第68页/共80页3. 加法器0 0 0 0 11+10101010不考虑低位来的进位半加器实现全加

18、器实现第69页/共80页第70页/共80页A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1BABABASABC .ABSCABC 第71页/共80页输入-1表示低位来的进位AiBiCi-1SiCi第72页/共80页1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAS1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAC1ii1iiiiCACBBA1iiiCBA0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1第73页/共80页1ii1iiiiiCACBBAC1iiiiCBAS&=11CiSi&1B