数电总复习-课件chap

第四章

组合逻辑电路4.1概述一、组合逻辑电路的特点从功能上2.从电路结构上任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入不含记忆（存储）元件二、逻辑功能的描述组合逻辑电路组合逻辑电路的框图4.2组合逻辑电路的

分析方法和设计方法4.2.1组合逻辑电路的分析方法分析的一般步骤：从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式，最后得到表示输出与输入之间的逻辑函数式，将该函数式进行化简，为了使电路的逻辑功能更加直观，还应将逻辑函数式转换为真值表。例：分析该电路的逻辑功能：例4.2.1（判别输入四位二进制数数值的范围）一、逻辑抽象分析因果关系，确定输入/输出变量定义逻辑状态的含意（赋值）列出真值表二、写出函数式三、选定器件类型四、根据所选器件：对逻辑式化简（用门） 变换（用MSI） 或进行相应的描述（PLD）五、画出逻辑电路图，或下载到PLD六、工艺设计（专门课程）4.2.2组合逻辑电路的设计方法设计举例：例4.2.2设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯均由红黄绿三盏灯组成，正常工作时，任何时刻必有一盏灯点亮，而且也只允许有一盏灯点亮。而当出现其他五种点亮状态时，表示电路发生了故障，这时就要求发出故障报警信号，以提醒维护人员前去修理。如果信号灯出现故障，Z为1RAGZ1.抽象输入变量:

红（R）、黄（A）、绿（G）输出变量：故障信号（Z）状态赋值：列真值表：2.写出逻辑表达式输入变量输出RAGZ000100100100011110001011110111113.选用门电路实现4.化简5.画出逻辑图补充例题：码制转换电路的设计：试设计一个将8421BCD码转换成余3码的电路，用与非门实现。补充例题：设计一个奇偶校验电路，输入信号A,B,C中有奇数个1时，输出为1；有偶数个1时，输出为0.4.3若干常用组合逻辑电路4.3.1编码器编码：将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码普通编码器优先编码器一、普通编码器特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。例：3位二进制普通编码器输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111利用无关项化简，得：输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y

YY0100000000000100000000100100000010000100000110000100010000000100101000000101100000000111112二、优先编码器特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。例：8线-3线优先编码器（设I7优先权最高…I0优先权最低）输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0XXXXXXX1111XXXXXX10110XXXXX100101XXXX1000100XXX10000011XX100000010X100000000110000000000低电平实例：

74HC148选通信号附

加

输

出

信

号为0时，电路工作无编码输入为0时，电路工作有编码输入输入输出1XXXXXXXX11111011111111111010XXXXXXX0000100XXXXXX01001100XXXXX011010100XXXX0111011100XXX01111100100XX011111101100X01111111101000111111111110状态11不工作01工作，但无输入10工作，且有输入00不可能出现附加输出信号的状态及含意习题4.9先用门电路，再用148。控制端扩展功能举例：例： 用两片8线-3线优先编码器

16线-4线优先编码器其中，的优先权最高···列出功能表，板书习题4.8三、二-十进制优先编码器74LS147将编成0110~1110

的优先权最高，

最低输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码功能表见书P173表4.4.34.3.2译码器译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。常用的有：二进制译码器，二-十进制译码器，显示译码器等一、二进制译码器例：3线—8线译码器输入输出A2A1A0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y00000000000100100000010010000001000110000100010000010000101001000001100100000011110000000真值表逻辑表达式：用电路进行实现用二极管与门阵列组成的3线－8线译码器

集成译码器实例：74HC138低电平输出附加控制端74HC138的功能表：输入输出S1A2A1A00XXXX11111111X1XXX1111111110000111111101000111111101100101111101110011111101111010011101111101011101111110110101111111011101111111利用附加控制端进行功能扩展例：用74HC138（3线—8线译码器）

4线—16线译码器如果要扩展成5线/32或6线/64线线译码器呢？二、二—十进制译码器将输入BCD码的10个代码译成10个高、低电平的输出信号

BCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生例：74HC42功能表见书P178表4.3.6三、用译码器设计组合逻辑电路1.基本原理

3位二进制译码器给出3变量的全部最小项;

。。。

n位二进制译码器给出n变量的全部最小项;

任意函数 将n位二进制译码输出的最小项组合起来，可获得任何形式的输入变量不大于n的组合函数2.举例例：利用74HC138设计一个多输出的组合逻辑电路，输出逻辑函数式为：四、1）译码器构成数据分配器

2）译码器产生顺序脉冲(见下页)

四、显示译码器1.七段字符显示器（七段数码管：LED,LCD）

能将数字或符号的代码译出，并能驱动显示器件显示出原来的数字或符号的电路。2.BCD七段字符显示译码（代码转换器）7448输入输出数字A3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg字形000001111110100010110000200101101101300111111001401000110011501011011011601100011111701111110000810001111111910011110011101010000110111101100110011211000100011131101100101114111000011111511110000000真值表卡诺图BCD－七段显示译码器7448的逻辑图7448的附加控制信号：灯测试输入

灭零输入时，所有灯亮，显示数字8所有灯熄灭且时7448的附加控制信号：灭灯输入/灭零输出输入信号，称灭灯输入控制端：无论输入状态是什么，数码管熄灭若是一个间歇脉冲信号，则显示的数字将间歇闪亮输出信号，称灭零输出端：只有当输入，且灭零输入信号时，才给出低电平因此表示译码器将本来应该显示的零熄灭了

7448驱动BS201A(共阴极)的连接方法电路图见书P186图4.3.187448可以直接驱动数码管，因其内部电路中已包含上拉电阻；7447内部电路没有上拉电阻，需外接上拉电阻方能驱动数码管。例：利用和的配合，实现多位显示系统的灭零控制整数部分：最高位是0，而且灭掉以后，输出作为次高位的输入信号小数部分：最低位是0，而且灭掉以后，输出作为次低位的输入信号4.3.3数据选择器一、工作原理多路选通先给一个最简单的电路说明数据选择器的基本功能见教案P62板书A1A0Y11XX0000D10001D11010D12011D13

例：“双四选一”，74HC153

分析其中的一个“四选一”例：用两个“四选一”接成“八选一”“四选一”只有2位地址输入，从四个输入中选中一个“八选一”的八个数据需要3位地址代码指定其中任何一个例：用两个153和适当的门电路构成一个“16选1”数据选择器二、用数据选择器设计组合电路1.基本原理

具有n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入变量不大于n+1的组合函数例如：例4.3.6试用八选一数据选择器74HC151

产生三变量逻辑函数：

Z=A’B’C’+AC+A’BC74HC151电路见下页请简要说明该电路的工作原理并行数据转化为串行数据：以151为例循环检测1位数据选择器扩展为4位数据选择器4.3.4加法器一、1位加法器1.半加器，不考虑来自低位的进位，将两个1位的二进制数相加输入输出ABSCO00000110101011012.全加器：将两个1位二进制数及来自低位的进位相加

输入输出ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111二、多位加法器串行进位加法器优点：简单缺点：慢2.超前进位加法器基本原理：加到第i位的进位输入信号是两个加数第i位以前各位（0~j-1）的函数，可在相加前由A,B两数确定。优点：快，每1位的和及最后的进位基本同时产生。缺点：电路复杂。74LS283三、用加法器设计组合电路基本原理：若要产生的逻辑函数可变换成输入变量与输入变量相加;或者可变换成输入变量与常量相加.例1:8421BCD码转换为余3码输入输出DCBAY3Y2Y1Y000000011000101000010010100110110010001110101100001101001011110101000101110011100例2：将余三码转换成8421BCD码例3：用两片二进制超前进位加法器

74LS283构成一个二—十进制加法器：输入是两个四位8421BCD码，输出是8421BCD码表示的这两个输入二进制数的和。四，利用加法器实现减法运算1)原码,反码,补码N反=(2n-1)-N原定义:N补=2n-N原所以:N补=N反+1A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n用十进制减法加以说明A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n4位加法器借位信号四位加法器借位输出例1:A=0101,B=0001,实现A-BA-B=A+B补-2n=A+