课件-模电复习4组合逻辑

第四章组合逻辑模块及其应用4.1

编一.编 的基本概念及工作原理编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。能够实现编码功能的逻辑部件称为编

。一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。N和n之间满足下列关系:2n≥N。DC例：设计一个键控8421BCD码编A

BVCC1kΩ×10S0S1

S2

S3

S4

S5

S6S7

S8

S9（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为：A

S8

S9

S8S9

B

S4

S5

S6

S7

S4

S5

S6

S7解：（1）列出真值表：C

S2

S3

S6

S7

S2

S3S6

S78

9A

S

SB

S4

S5

S6

S7C

S2

S3

S6

S7重新整理得：（3）由表达式画出逻辑图：S0S1

S2S3S4S5S6S7

S8

S9VCC1kΩ×10&A&BC&D&（4）增加控制使能标志GS

：当按下S0～S9任意一个键时，GS=1，表示有信号输入；当S0～S9均没按下时，GS=0，表示没有信号输入。S0S1

S2S3S4S5

S6S7S8

S9A

BCDGS&&&&&≥1VCC

1kΩ×10二.二进制编3位二进制编线—3线编输

入输出I0I1I2I3I4I5I6I

7A2A1A01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111有8个输入端，3个输出端，所以常称为8，其功能真值表见下表：（输入为高电平有效）编

真值表由真值表写出各输出的逻辑表达式为：A2

I4

I5

I6

I7A1

I2

I3

I6

I7&&&A0A1A0

I1

I3

I5

I7用门电路实现逻辑电路：A211111I

11I

3I

511I

6I

7I

4I

2I

0三．优先编——允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。集成优先编 举例——74148（8线-3线）注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能输出端(高电平有效)，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。EII

7I

2I

4I

1I

6I

3I

5A0A1A2EOGSI

0111111111111≥1≥1≥1≥1&&&&四．编1．编的应用的扩展串行扩展实现的16线—4线优先编I

7

I

6

I

5

I

4A1A0GSEOI

3

I

2

I

1

I

0EIA274148(2)I

7

I

6

I

5

I

4

I

3

I

2A1A0GSEOI

1

I

0EIA274148(1)X6

X5X7X3

X2

X1

X0X4X8X15

X14

X13

X12

X11

X10

X9GSY

0Y

1用两片74148优先编Y

3

Y

2EOEI0&&&&2．组成8421BCD编I

4A274148A1EII

7

I

6

I

5GSEOI

3

I

2

I

1

I

0A0I

40I

3

I

2

II1I

7

I

6

I

511I

9

I

8Y

0Y

1Y

2Y

3G1G2&

G3G4

&4.2

译一．译的基本概念及工作原理译

——将输入代码转换成特定的输出信号例：2线—4线译写出各输出函数表达式：画出逻辑电路图：

Y0

EI

ABY2

EIAB111ABEI&&&&Y3

EI

ABY

0Y

1Y

2Y

3二、集成译1.二进制译74138——3线—8线译Y

0Y

1Y

2Y

3Y

4Y

5Y

6Y

7&&&&&&&&A0A1A2G1G2A

G2B&11111112.8421BCD译7442&&&&Y

4Y

5Y

6Y

7&&&Y

3&Y

1Y

0Y

2&Y

9Y

8&1A311A0A11A21111三、译

的应用1．译的扩展用两片74138扩展为4线—16线译G1

G2AG2BA0A1A2G1

G2AG2B74138(1)A2A1A01A2A0A1A3EY2

Y1

Y0Y7

Y6Y5

Y4Y3Y15

Y14

Y13Y12

Y11

Y10

Y9

Y8Y5

Y4Y3Y2

Y1

Y0Y7

Y6Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y5

Y1

Y074138(2)2．实现组合逻辑电路例4.2.1

试用译 和门电路实现逻辑函数：L

AB

BC

AC解：将逻辑函数转换成最小项表达式，再转换成与非—与非形式。L

ABC

ABC

ABC

ABC=m3+m5+m6+m7m3

m5

m6

m7

=用一片74138加一个与非门就可实现该逻辑函数。A174138A2G1

G2AG2BA0Y3Y7

Y6

Y5

Y4Y2

Y1

Y0AB

C10

0L&例4.2.2某组合逻辑电路的真值表如表4.2.4所示，

m2

m4

m7

m1

m2

m4

m7试用译和门电路设计该逻辑电路。解：写出各输出的最小项表达式，再转换成与非—与非形式:L

ABC

ABC

ABC

ABC

m1F

ABC

ABC

ABC

m3

m5

m6

m3

m5

m6G

ABC

ABC

ABC

ABCmm06420246用一片74138加三个与非门就可实现该组合逻辑电路。可见，用译

实现多输出逻辑函数时，优点更明显。A1

A0Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

Y074138A2G1

G2AG2BAB

C10

0G

F

L&&&

m2

m4

m7

m1

m2

m4

m7L

ABC

ABC

ABC

ABC

m1F

ABC

ABC

ABC

m3

m5

m6

m3

m5

m6G

ABC

ABC

ABC

ABC

m0

m2

m4

m6

m0

m2

m4

m63．构成数据分配器数据分配器——将一路输入数据根据地址选择码分配给多路数据输出中的某一路输出。Dn位地址选择信号D0D1…D

2

n-1数据分配器示意图图4.2.7数数据输出据输入用译设计一个“1线-8线”数据分配器Y01YY2Y3Y4Y5Y6A0

Y7A1A2G2AG1G2B7418310D

0D1D2D3D4D5D6D

7数据输出数据输

D入地址选择信号四、数字显示译式、点常用的数字显示器有多种类型，按显示方式分，有字型阵式、分段式等。按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管(LED)显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器等。1．七段数字显示器原理f

a

bcegd

DPCOMd

cDPefCOMg

a

b按连接方式不同，七段数字显示器分为共阴极和共阳极两种。2．七段显示译

7448七段显示译

7448是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译

。COMCOMaabbccddee

ffggDPDPL使可正常译码的二进制码灭零。当时，才产生0g输出全0，试灯。当全亮。由此端。特殊控制作输入使用时出0，显示器作输出端使用时，RBO=0灭零输出端将BI/RBO和RBI配合使用，可以实现多位数显示时的“无效0消隐”功能。具有无效0消隐功能的多位数码显示系统a…gRBO

RBIA3

A2

A1

A0a…gRBO

RBIA3

A2

A1

A01a…gRBO

RBIa…gRBO

RBIA3

A2

A1

A0A3

A2

A1

A0a…gRBO

RBIA3

A2

A1

A01A3

A2

A1

A0a…gRBI

RBOA3

A2

A1

A0a…gRBI

RBO0A3

A2

A1

A0a…gRBI

RBO04.3数据选择器一、数据选择器的基本概念及工作原理数据选择器——根据地址选择码从多路输入数据中选择一路，送到输出D0D1Yn位地址选择信号2-1数据输入

D

n…数据选择器示意图图4.3.1数据输出例：四选一数据选择器根据功能表，可写出输出逻辑表达式：Y

(A1

A0

D0

A1

A0

D1

A1

A0

D2

A1

A0

D3

)

G由逻辑表达式画出逻辑图：

D0D1D2D

3A0A1GY≥1&11111二、集成数据选择器集成数据选择器74151（8选1数据选择器）1GD0D1

D2D

3D4

D5

D6D

7111A2A0A1三、数据选择器的应用1．数据选择器的通道扩展用两片74151组成“16选1”数据选择器G

A

2

A

1

A

0YY74151(2)D7

D6

D

5

D4D

3

D2

D1

D0D7

D

6D5

D4D3

D2

D

1

D0G

A2

A1

A0YY74151(1)YY≥11D15D14

D13

D12D11

D10

D

9D8D7

D6

D

5

D4

D3

D2

D1

D0A

3

A

2

A

1

A

0&2．实现组合逻辑函数（1）当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。例4.3.1

试用8选1数据选择器74151实现逻辑函数：解：将逻辑函数转换成最小项表达式：L

ABC

ABC

ABC

ABC=m3+m5+m6+m7画出连线图。YY74151G

A2

A

1

A

0

D7D6

D5

D4

D3

D2

D

1D

0A

B

C图4.3.5

例4.3.1逻辑图L01（2）当逻辑函数的变量个数大于数据选择器的地址输入变量个数时。D1D3

D2D0A1

A

0A

B01例4.3.2

试用4选1数据选择器实现逻辑函数：L

AB

BC

AC解：将A、B接到地址输入端，C加到适当的数据输入端。作出逻辑函数L的真值表，根据真值表画出连线图。LY4选1数据选择器C14.5

加法器一、加法器的基本概念及工作原理加法器——实现两个二进制数的加法运算1．半加器——只能进行本位加数、被加数的加法运算而不考虑低位进位。列出半加器的真值表：由真值表直接写出表达式:S

AB

AB

A

BC

AB画出逻辑电路图。ABCS&=1如果想用与非门组成半加器，则将上式用代数法变换成与非形式：S

AB

AB

AB

AB

AA

BB

A(A

B)

B(A

B)

A

AB

B

AB

A

AB

B

AB由此画出用与非门组成的半加器。&&&&&ABSCABSC∑CO2．全加器——能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。由真值表直接写出逻辑表达式，再经代数法化简和转换得：Si

Ai

Bi

Ci1

Ai

Bi

Ci1

Ai

Bi

Ci1

Ai

Bi

Ci1

(Ai

Bi

)Ci1

(Ai

Bi

)Ci1

Ai

B