电工第三十一讲

1、44 组合逻辑电路 逻辑电路按其功能分为: 组合逻辑电路和时序逻辑电路 电路任意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。 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。1组合逻辑电路组合逻辑电路X0X1X2Xn-1Y0Y1Y2Ym-1X0、 X1、 X2 Xn-1输入变量Y0、 Y1、 Y2 Ym-1输出变量Y0=f0(X0， X1， X2 Xn-1）Y1=f1(X0， X1， X2 Xn-1）Y2=f2(X0， X1， X2 Xn-1）Ym-1=fm-1(X0， X1， X2 Xn-1）每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：X0X1Xn-1Y

2、0Y1Yn-12一、 组合逻辑电路的分析和设计方法（1）根据给定逻辑图写出输出逻辑函数表达式 ； 1、组合电路的分析 （2）对逻辑函数表达式化简，写出最简与或表达式；（3）根据最简表达式列出真值表；（4）由真值表来说明电路的具体逻辑功能。3【例1】ABABBABAY0=ABAABB=ABA+ABB=AB+ABY1=ABA BY0 Y1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1逻辑功能：一位二进制加法。 Y0:本位和；Y1：进位位。组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。ABY0Y11&4【例2】分析下面组合电路的逻辑功能。Y=SA1A0D3SA1A0D2SA1A0D1SA

3、1A0D0Y=SA1A0D3+SA1A0D2+SA1A0D1+SA1A0D0YD3SD2D1D0A0A1&1115逻辑功能D31 10D21 00D10 100 1D00 00YA1A0S四选一数据选择器A1A0: 选择控制(地址)D3D2D1D0: 数据输入Y=SA1A0D3+SA1A0D2+SA1A0D1+SA1A0D0S: 使能端(选通端、片选端) 低电平有效YD3SD2D1D0A0A1&1116【例3】分析下面组合电路的逻辑功能。Y1Y2Y311AB111Y1=A+B=A BY3=A+B=ABY2=A+BA+B+=(A+B)(A+B)=AB+ABA B Y10 0 00 1 01 0

4、11 1 0Y2Y3 1 0 0 10 01 0功能: 当 AB 时, Y1=1 当 A=B 时, Y2=1 当 A1116集成全加器芯片74183【例】分析下面由全加器构成的组合电路的逻辑功能1Xn2Xn1Yn2Yn1Cn2Cn1Cn-12Cn-11Sn2Sn+VCC地1781474183YA B CD ECn SnAn Bn Cn-Cn SnAn Bn Cn-Cn SnAn Bn Cn-简化真值表：A B CDE状态Y1 1 1 10 0 002个11 1 1个10 01 10 0102个11个1逻辑功能：五人表决电路173、四位串行进位加法器特点：电路简单，连接方便，但运算速度慢。184

5、、四位并行进位(超前进位)加法器串行进位的延迟级数与位数成正比。并行进位则要求所有进位位同时建立产生。需要设置专用的进位电路来同时产生各位的进位Cn. 进位电路综合所有低位的加数、被加数及最低位进位，使得每个进位状态同时产生，称“超前进位加法器”。19四位并行进位加法器C0F1F2F3F4C4X1Y1X2Y2X3Y3X4Y420集成四位并行进位加法器74283X2Y2C4+VCC地1891674283F2F1X1Y1F3X3Y3F4X4Y4C0用四位加法电路实现四位二进制数加、减法用四位加法电路实现8421码到余三码的转换用四位加法电路实现余三码到8421码的转换X1X2X3X4Y1Y2Y3Y

6、4F1 F2 F3 F4C0C47428321三、 编码器功能：对应输入的每一个状态，输出一个编码。 二进制编码器 8421编码器优先编码器22 补充：数制与码制数制：十进制、二进制、十六进制码制：X1=+0.1101011（真值）X1=0.1101011符号位（机器数）X2=0.1011011（真值）X2=1.1011011（机器数）二进制数二进制数的编码231、原码X1=+0.1001010X1原=0.1001010X2= 0.1011011X2原=1.1011011X3= X3原=1零的原码形式+0原=0.00000000原=1.00000002、反码X1=+0.1001010X1反=0

7、.1001010X2= 0.1011011X2反=1.0100100X3= X3反=零的反码形式+0反=0.00000000反=1.11111113、补码X1=+0.1011011X1补=0.1011011X2= 0.1101001X2补=1.0010111X3= X3补=101101100零的补码形式0补=0.0000000024十进制数的二进制编码常用十进制数码 十进制数8421码2421码5211码余3码格雷码000000000000000110000100010001000101000001200100010001101010011300110011010101100010401000

8、100011101110110501011011100010001110601101100100110011010701111101110010101000810001110110110111100910011111111111000100有权码无权码25一) 二进制编码器1.定义：用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路 叫做二进制编码器示意框图：二进制编码器Y0Y1Yn1I0I2n1输入2n个信号输出n位二进制代码I12.特点：任意一时刻只能对一个信号进行编码，即只 允许一个信号为有效电平（低电平或高电 平），而其余信号为无效电平。26【例】设计83线二进制编码器 8个输入信号分别用I0

9、I7表示，且高电平有效；输出的三位二进制代码分别用Y0、Y1、Y2表示。简化编码表Y2 = I4 + I5 + I6 + I7Y1 = I2 + I3+ I6 + I7Y0 = I1 + I3 + I5 + I7=I4 I5 I6 I7=I2 I3 I6 I7=I1 I3 I5 I7输入输 出I0=1Y2Y1Y00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 1 11 1 01 0 1I1=1I2=1I3=1I4=1I5=1I7=1I6=1A1A0A2Y2Y1Y0Y2I7I6I5I4I3I2I1I011111111&27二)、二十进制编码器输入输 出I0=1I1=1I2=1I3=1I4=

10、1I5=1I6=1I7=1Y2Y1Y00 0 0 00 0 0 1 0 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 1Y3I8=1I9=11 0 0 01 0 0 1Y2 = I4 + I5 + I6 + I7Y1 = I2 + I3+ I6 + I7Y0 = I1 + I3 + I5 + I7+I9Y3 = I8 + I9+VCCRY2Y1Y0I7I6I5I4I3I2I1I0I8I9Y3111128三) 优先编码器1.定义：可以对同时输入的多个信号中具有优 先权的信号进行编码的编码器。优先 级别是由编码者事先规定好的。2.特点：任意一时刻可以允许多个输入信号

11、同 时有效。29【例】设计一个三位二进制优先编码器。优先级别为I7 I0输 入I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0输 出Y2 Y1 Y0 1 1 10 1 1 1 00 0 1 1 0 10 0 0 1 1 0 00 0 0 0 1 0 1 10 0 0 0 0 1 0 1 00 0 0 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0输出信号最简表达式：（略）逻辑图：（略）30集成优先编码器74148（8线-3线）(1)输入、输出均以低电平作为有效信号。 (2)ST使能输入 (3)YS使能输出。“电路工作，但无编码输入” 1011111111YSX10XXXXX

12、XX01111XXXXXXX1100000000YEX111111110711111111101111111110110111110010111110X01001110XX0011110XXX001010XXXX00010XXXXX0000XXXXXX0Y2Y1Y0 654321ST(4)YEX扩展端。“电路工作，有编码输入”31集成优先编码器741487IE1I1I2I543I6IIA01A2AEOGS0I1111111111111111&32【例1】A3 07815若高位片有“0”输入，高位YS=1,禁止低位片。若高位片无“0”输入，高位YS=0,低位片工作。输入 A3 A2 A1 A0I0=01 1