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文档简介
14组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路中的竞争和冒险4.4常用组合逻辑集成电路4.5组合可编程逻辑器件2教学基本要求1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法2.掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器和加法器的逻辑功能及其应用;3.学会阅读MSI器件的功能表,并能根据设计要求完成电路的正确连接。3数字系统中的逻辑电路分为:组合逻辑电路时序逻辑电路
4组合逻辑电路:……其一般结构如下:Li=f
(A1,A2,…,An)i=1,2,…,m
输入信号输出信号A2A1组合逻辑电路AnLmL2L1在任何时刻其输出状态仅取决于该时刻的输入状态,而与电路过去的状态无关。……5组合电路的特点:1.电路不包含任何记忆元件(无记忆能力),仅由逻辑门电路组成。2.输入信号是单向传输,电路中无任何反馈电路。6该章主要讨论两个基本问题:分析与设计。
一个组合逻辑电路可用相应的逻辑函数来描述;而一个逻辑函数可用一定的逻辑门来实现。分析:对一个已知的逻辑电路,用逻辑函数来描述其工作,研究它的工作特性和逻辑功能。设计:对给定的逻辑函数或已知一定的逻辑要求,确定用何逻辑电路来实现该功能,又称综合。7逻辑函数的实现
一个逻辑函数可以有许多种不同的表示形式。对于同一个逻辑函数其表达式的形式尽管不同,但它们所表示的逻辑功能应该都是相同的。
函数表示形式与实现该函数的逻辑电路之间有着对应的关系。即:每一种函数形式都对应于一种逻辑电路。在设计逻辑电路时,需根据给定的门电路类型,将最简“与—或”式或最简“或—与”式变换为相应形式的表达式。8一.用“与非”门实现逻辑函数
因为:
F=A·B=“与”运算
F=A+B==“或”运算
F==“非”运算
从上式可知,只要有“与非”运算,便可实现“与”、“或”、“非”三种运算,即只要有了“与非”门,就可实现任何逻辑函数。故称“与非”门为通用门。9用“与非”门实现逻辑函数的步骤如下:
1.求出函数的最简“与—或”式
2.将最简“与—或”式变换成“与非—与非”式。方法:
对原函数F两次求反。
3.画出逻辑电路图。10例:用“与非”门实现逻辑函数
F(A,B,C,D)=
解:先用卡诺图对F进行化简,以得到F的最简“与—或”式。F(A,B,C,D)=00CDAB101101101101001111111F11再对F两次取反,得函数的“与非—与非”式。F(A,B,C,D)=最后画出F的两级“与非”电路(a):FBCBAB&&&&12若不限制逻辑的级数,则可将F按另一方式进行变换为:
F(A,B,C,D)====13由此式可得一个三级“与非”电路(b):显然,(b)电路比(a)更简单。DB&&1F14二.用“或非”门实现逻辑函数
因为:
F==“与”运算
F==“或”运算
F==“非”运算
所以,用“或非”门也可构成各种逻辑功能的逻辑电路,即“或非”门也称为通用门。
15用“或非”门实现逻辑函数的步骤如下:
1.求出函数的最简“或-与”表达式
2.将最简“或-与”式变换成“或非-或非”式。对原函数F两次求反。
3.画出逻辑电路图。16三.结用“与或沾非”门实杀现逻耐辑函羽数用相删应的“与或迎非”门可晌实现企任何绑逻辑胆功能,因渐为此另门也坡包含纺了“与”“或”“非”三种哀基本抛运算磁。17用“与或经非”门实翼现逻丈辑函旺数F的步面骤:1.求F的最盯简“与-或”表达绳式。2.将F的最赛简“与-或”式变车换为F的“与或环非”式。(对猴函数F的反屯函数剪一次戴求反胃)。3.画送逻辑英图18四.镜用“异或”门实庄现逻秤辑函咐数“异或”不能寒表征酿所有贼的逻取辑功遍能。但某刚些函山数用涉卡诺蛛图来窄表示初时,样其0,1小方极格排千列很茧有规咸律,没若将竹该函乱数变屠换为“异或”式,不用异逐或门舰来实祖现较然用其歼它门击电路悼简单算。19例:实现脑逻辑反函数F(A,B,C)=解:先作芬出该铲函数民的卡怠诺图锐:从遵卡诺恋图可锐见该令函数疯已为药最简扛,即巨:F(A,B,C)=0CAB10111010001011010F20若用“与非”门实分现之饺,可岂直接妨对上拥式两润次求孝反,训得:F(A,B,C)=可见们需5个“与非”门才色能实姑现21而若歉用“异或”运算锡描述固,则洽有:F(A,B,C)=====22显然治,用“异或”门比龄用“与非”门实林现要窃简单仓得多旨。逻辑范图见端下:=1=1FBCA23二.邀组合惨逻辑门电路河的分兵析方依法与稠步骤组合脚逻辑歇电路抵的分蝴析,便就是根据锻给定光的组答合电怪路,沟写出蕉逻辑岁函数条的表峰达式葵,描锤述它快的逻淋辑功芦能,冷并在仰必要颜时运掉用逻扛辑函因数化预简方理法对烤逻辑陈电路在设计原是否轧合理身和经江济进聋行评钢价。由于轧组合箭电路是是按黄一定油要求扯将逻外辑门驰电路积连接箱起来研完成嗽一定闲逻辑嫩功能搞的电要路。夜因此弟,组镜合电骆路的菜逻辑将函数稍可按锡逻辑去门的榆连接晓方式缘瑞逐渐减写出。一.仆组合碌逻辑勿电路挣的特沃点电路肺在任织何时暖刻所惰产生械的输参出都沃仅取眼决于突该时枪刻的赖输入疮,而闲与该宣时刻亦以前每的输嫂入无宾关。一旦哀输入春发生言变化湾,电碌路的缎输出触将立无即作卡出响乡丰应。4.宵1组合永逻辑虏电路才分析24分析句步骤冬:1、亚由逻大辑图妨写出克各输成出端迁的逻郑辑表魔达式疯;2、巧化简无和变愈换逻搏辑表蜘达式感;3、扎列出伪真值树表;4、庭根据吨真值棍表或尝逻辑逢表达泳式,炉经分认析最黑后确情定其活功能脊。具体报方法瞒:据给充定逻府辑电蛙路,施从输润入级靠开始判写出尝各个岭逻辑掘门的惧逻辑分函数革,并纪逐渐炎向输围出级鞋推演充,直邀至得躬到整漠个电豆路的贷逻辑未函数建。25例1:分析尝下图铃所示涝的组化合逻炼辑电暂路FBCBCC≥1≥1&&=1≥1&P1
P2
P3
P4
P5
P6
=1BCF简化葛后的伸逻辑泛电路埋:三、检组合妈逻辑浸电路号的分彻析举键例26解:由图转可见听该电月路由饺五种依类型护的七援个逻秧辑门范组成貌,且杀:P1=P2=P3=P4=P5=云=P6=旋=F孙=汽=27将F作进乞一步伟的化策简:F=======28由此姓可见沉,该温电路译实现“异或”逻辑记功能益。且进当输园入B、C不同鼻时。仿输出F为1;B、C取相描同值叶时,F则为0。即纹:这是仙一个增判别半两输黄入是御否相增等的吃电路岩。显然轰原电绩路设志计不槐合理否,该踩电路耳只需栗一个“异或”门便嗓行。29例2:分析口如图凶所示类逻辑挖电路游的功探能。1.根据音逻辑睬图写违出输是出函遥数的女逻辑绸表达查式2.列写恰真值井表。10010110111011101001110010100000CBA001111003.确定答逻辑帖功能漆:解:输入由变量尚的取澡值中疯有奇也数个1时,L为1,否页则L为0,电路佳具有让为奇岂校验左功能犁。如要察实现津偶校圣验,裳电路奶应做击何改圾变?30例3:试分兵析下证图所阻示组罚合逻锯辑电馒路的崭逻辑记功能止。解:1、根昂据逻讯辑电练路写震出各型输出郑端的怀逻辑膛表达挽式,利并进孔行化比简和前变换纲。X=A312、列尚写真愈值表X=A真值徒表111011101001110010100000ZYXCBA00001111001111000101101032这个笛电路苏逻辑君功能牙是对家输入没的二驻进制出码求反开码。最联高位奋为符吩号位要,0表示规正数决,1表示志负数过,正枝数的蛙反码报与原号码相挺同;活负数辰的数阳值部文分是烦在原德码的姿基础统上逐敌位求柄反。3、确毕定电胃路逻步辑功水能真值晒表111011101001110010100000ZYXCBA000011110011110001011010331、逻辫辑抽来象:脾根据呈实际执逻辑纯问题器的因游果关犹系确悟定输休入、恰输出变振量,页并定岔义逻酬辑状惜态的仗含义腔;2、根据项逻辑损描述锤列出袭真值排表;3、由真占值表炭写出幕逻辑牲表达舱式;5、画出锁逻辑锄图。4、根据赛器件住的类峰型,简化慌和变娃换逻笋辑表拾达式二、本组合降逻辑非电路筝的设讯计步仅骤一、辜组合饰逻辑猫电路惯的设尾计:组合适逻辑纺电路邮的设脾计与慰分析案过程响正好涉相反毕。它咽是根据给定毯的逻太辑功垒能或社逻辑职要求充,求箱得实廊现这灿个功辆能或尿要求着的最简凤单的逻辑唯电路膛。4.擦2组合摸逻辑乔电路帮的设夏计34例1:用“与非”门设奔计一围个三抱变量吩的“多数棍表决顶电路”。解:1.根据跪给定狭逻辑闪要求链建立关真值线表根据泉题意“多搜数表概决电合路”的逻尊辑功京能应挖该是按阿少数议服从阻多数懂的原说则执行占表决丛,来粮确定受某项赔决议捕是否窜通过激。设A、B、C分别若代表陪参加应表决有的三紧个逻态辑变州量,部函数F表示爷表决座结果途。并役约定暮:变坟量为0表示浑反对荷,为1表示卫赞成锯;函研数取身值为0表示叠决议胞被否主决,分取值辽为1表示疾决议旁通过懒。35按少爹数服南从多糕数的跟原则幼,函异数与霞变量役的关送系是担:当变畅量A、B、C中有蛾两个敢或两绪个以浊上取么值为1时,降函数F的值楚为1;否炒则F的值狠为0。由此何可知跳其真宾值表蹄为:ABCF00000010010001111000101111011111363.化简锁函数稍式,肥并转住换成互适当印形式先作椅卡诺咽图:F由卡孝诺图汁化简哄得:0CAB10111010011112.根据夏真值鼻表写野出函伞数的千最小荐项表陆达式由真村值表待得:374.画逻校辑电拴路图由函盯数表五达式幸可画充出题滚所需弱的逻顿辑电承路:&&&CAAB°°°&°F按题贴要求废用“与非”门股,故抵应将毙上式贡再作悉变换着得:38例2:某火滚车站起有特菜快、济直快胀和慢驴车三庭种类抚型的浓客运码列车棚进出澡,试逢用两输匙入与丹非门和反相化器设计狼一个供指示肥列车烫等待醒进站偷的逻沾辑电掠路,3个指俱示灯禾一、狱二、亦三号闪分别纪对应鉴特快匆、直厉快和继慢车缓。列净车的捉优先撤级别否依次底为特婚快、备直快湖和慢糖车,瓶要求龟当特司快列掌车请械求进廉站时瘦,无异论其夜它两钓种列际车是里否请嗓求进级站,立一号押灯亮色。当劝特快易没有伟请求秘,直生快请凡求进财站时语,无赌论慢适车是绩否请混求,条二号盆灯亮桑。当纸特快喇和直地快均到没有膨请求笛,而咳慢车麦有请肚求时预,三雪号灯野亮。39解:1、湖逻辑傲抽象。输入提信号:设I0、I1、I2分别腐为特师快、唯直快凶和慢积车的本进站愉请求鬼信号行,且有芳进站短请求潮时为1,没孩有请探求时苗为0。输出堆信号:设L0、L1、L2分别颗为3个指挣示灯恐的状宾态,澡且灯絮亮为1,灯环灭为0。输入输出I0I1I2L0L1L20000001××10001×010001001根据括题意倦列出淋真值何表2、写亿出各捆输出荡逻辑溪表达晨式。L0=I040L0=I03、桨根据油要求姿将上页式变忌换为软与非振形式414、牢根据矩输出游逻辑游表达蜘式画茫出逻罩辑图范。42例3试设洲计一涝个码誉转换洁电路遥,将4位格区雷码是转换翠为自破然二歪进制码拴。可南以采浩用任筑何逻谨辑门划电路绳来实映现。解:(1碑)明确涨逻辑升功能荣,列副出真军值表爆。设输腹入变料量为G3、G2、G1、G0为格汽雷码虹,当输携入格钥雷码纯按照蚂从0到15递增赌排序软时,身可列寸出逻陕辑电包路真不值表输出允变量B3、B2、B1和B0为自然称二进艺制码业。430111010001100101010101110100011000110010001000110001000100000000B3
B2
B1
B0G3
G2
G1
G0输出输入1111100011101001110110111100101010111110101011111001110110001100B3
B2
B1
B0G3
G2
G1
G0输出输入逻辑瘦电路慌真值叶表44(2含)画出鸽各输劲出函衬数的云卡诺辨图,堂并化唐简和龙变换镜。33GB==2B+2G3G2G3G45+2G3G1B=1G+2G3G1G2G3G1G+2G3G1G=(2G3G)+2G3G1G+2G3G)+2G3G1G=Å3G2GÅ1G0B=Å3G2GÅ1GÅ0G46(3时)根据遗逻辑妻表达驾式,消画出罢逻辑筒图474.扶3组合购逻辑高电路丘中的久竞争狐冒险4.举3.轿1传输胡时延久及影桨响4.商3.胀2竞争霜与冒黄险的立产生4.绵3.晋3竞争遮冒险冠的判关别4.箭3.洪4竞争持冒险州的消召除48前面储讨论眯组合辨逻辑铃电路顽时,捧只研端究了跨输入蛮与输蓄出稳堡态之迫间的竭关系弃,而秃且没瞧有考语虑逻峡辑门逐的延主迟时四间对育电路景产生泪的影历响。等实际取上,疤因任慎何逻屠辑门迎电路贿都不皮可避泰免地助存在维分布亭电容石和引戒线电勒感,复故信韵号通侍过门岗电路吐和导愿线时严都会酱产生宰一定评的时剩间延剪迟。战而且翁不同质路径建上门群的级捆数不获同,信号艳经过逆不同妥路径象传输锤的时苹间不巷同.或者壮门的铅级数鹊相同,而各云个门垮延迟构时间暖的差恐异也庭会造糟成传俗输时拢间的闭不同.494.育3.必1传输贫时延庙及影鸽响信号奶从输千入端骆传送白到输惜出端央会产疏生一规定的犁时间品延迟督。对单贯个门详来讲遗,时执间延卸迟仅扯表现垦为输剂入变拼化引艇起输附出变默化时万所出承现的吼滞后扰现象雹。50例:设一驻个两通输入“与非”门的退延迟跌时间栋为tpd,当B=姨1而A由0变到1再回做到0时,结输出厕将由1变到0再变辜到1,见绘下图询所示射为其哪输出搏、输希入时梢间图ABF0111110t2t2+tpd01t1+tpdt1AB&°Ftpd:延迟全时间“与非蜓”门丧延迟仗时间谱的影沿响51由图恳可见赖,输皇入信粮号经把过tpd后才责传输齐到输仅出端锅,即摩输出挥对输恰入的挖响应抛滞后评了tpd的时尊间。一般失说,考延迟帜时间鞠对数爬字系净统是鼓一个都有害晒的因尺素,商它可傍使系斗统操潜作速破度下跟降,绸引起贱电路投中信坝号的柔波形棉参数道变坏伤等,汪更严窜重的剩是在青电路终中产脑生竞果争冒夜险的增问题兰。52结果茫,在t1—t2时间物内,劳电路泰输出境端产购生了Y=页1的尖脚峰脉个冲Y=AAY0tpdt1t2t3t4AYA它不符合静态下Y=AA恒为0的逻辑关系例设静态滤时,动态径,且tpd≠0时,滤Y=?tpdAAtpd&1Y534.态3.葵2竞争步与冒讽险的痛产生我们闯知道脏,任滑何一槽种实毅际的绝逻辑半门电古路均恳存在垄着延醋迟时禽间,樱而在伏由这献样的撤逻辑体门电技路构艘成的劲组合圈电路缝中,某个嗽输入蹈信号御可能杀经过议两条租以上卵的途盒径到猛达同业一终沉点木输出素端,但昆由于稠不同翅的途瞧径传款输时腰延各规不相贪同。绕故信驼号到努达终屑点的向时间捆就有渴先有邮后,赵这一午现象推称为竞争叉现象送。大多诞数组告合电博路都办存在孕着竞肌争现晒象,据竞争疲的结梅果有肠可能肠产生辞错误察的输循出。54竞争:当一雹个逻亭辑门旱的两超个输啦入端炮的信倘号同愿时向筐相反伪方向床变化束,而杏变化槽的时结间有均差异肥的现艰象。冒险:两个困输入摸端的刃信号咱取值气的变杏化方禾向是焦相反舟时,涨如门漂电路矮输出齐端的康逻辑禁表达赚式简逐化成尾两个驴互补脸信号膛相乘逗或者播相加持,由竞结争而池可能悔产生谨输出莫干扰汪脉冲序的现闪象。尖峰坝脉冲游会使遭敏感巧的电昂路(霸如触纯发器伍)误杂动作钟,因输此,逼设计混组合混电路旬时要活采取糠措施腾加以屠避免膊。554.把3.舒3冒险醉的判与别1.代数帽法从逻拜辑函堡数表迅达式团的结减构来广判断冻是否绝具有征产生助险象晨的条员件。检查辩是否柜存在拦某个糖变量X,它同巷时以炉原变锈量和梯反变芹量的均形式渔出现恋在函什数表禁达式剧中;检查只有否淘互补买变量如果茧上述稳现象今存在仅,则关检查蚊表达奥式是终否可盾在一定益条件姑下成为X+为X或者XX的形崖式。金若能桶,则峡说明具与函颗数表坡达式头对应鞋的电牛路可灯能产陈生竞争馅冒险。检查纽奉表达但式形荐式56解:晶变量A和C具备刷竞争木的条太件,芳应胃分别肝进行逢检查援。检查C:因此飞,C发生汇变化但时不缝会产检生险枕象.57检查A:裳当B=股C=1时,A的变犬化可虏能使吗电路离产生求险象陵。582.卡诺迫图法由于皇在卡突诺图作中,狗函数柴式中将的每徐个“与”项对担应于继一个吧卡诺呈圈。若两敞个卡笼诺圈断存在拢着“相切”关系西,且伪该“相切”部分户又没追有被暂另外遗的同犬一卡成诺圈昨所包椅围,退则该碎逻辑采电路属可能欺产生污险象招。590001111000011110CDAB11111111因此公当B=D=1,A=0时(此时F=C+傅C),电防路可神能由介于C的变爪化而产生竞争事冒险。60有相女切的锋卡诺绝图加包钻围圈耐后的区卡诺乏图注:卡诺块图法日与代论数法殃判断炼的实残质相俊同,黑但前晴者较机后者为更具泪直观惜性。613.实验孕方法在输矩入端兆加所布有可青能发永生状缩慧态变希化的律波形哀,看寇输出府端是善否有搁尖峰假脉冲机。4.计算袋机辅妻助分咐析在计块算机任上运予行电我路模耕拟程因序。624.锅3.含4消去陆竞争鸭冒险呢的方表法为了看使电漆路可量靠地岩工作升,必础须在辨存在通竞争近冒险炸的电可路中落消除绿竞争锦冒险景,以雹免导置致错智误结运果。扔常用碗的方虾法有末四种:发现滨并消劳除互霞补相铅乘项(消葬除险挤象)增加悠冗余呀项(乘积杀项),避免谁互补捉项相颤加(消肝除险齿象)增加热惯性价延时勒环节(消丹除险樱象)引入每选通筑脉冲(避闪开险猜象)631.发现舰并消抱除互悼补变贺量
A
B
C
1
&
L
B垃=悲C=柴0时为消掉AA,变换逻辑函数式为))((CABAL++=可能出现竞争冒险AAF=BCBAACF++=642.增加馅冗余冈项法在函炊数表州达式蛾中,享加上料多余若的一梢些“与”项或峰乘上扁多余秀的“或”项,倚使函马数不救再可鞭能出姑现淋的情栋况,李从而吸消除好可能脱产生帮的竞猴争冒肤险。65具体昼冗余劲项的驰选择龙可采更用代董数法科或卡印诺图蚕法。①代数匠法:由常钥用恒蜂等式邻可知厉,若袖某变牛量以浙原变厉量和景反变凭量的户形式刷出现洁在“与—或”式的困某两萍项中部,则汇该两恩项的切其余浆因子症组成间的第凭三项弟为冗觉余项境。即抗:66②卡诺修图法消:若卡朽诺图婚中的乖某两怎个卡择诺图疾“相敬切”巨,则脂用一摆个多袄余的忧卡诺祥圈将巴它们薪之间倡的相告邻最概小项欠圈起茫来。惜该多辛余卡逢诺圈岂对应陶的“务与”严项,诸即为睁要加写入函脉数式醒中的贝冗余拍项。67如:在前宝例中纵,增齐加卡肿诺圈俯(即欠包含咬相邻榴最小遥项m3和m7的卡业诺圈谷),紧如图宫中用殊蓝线血所示培,则计函数左式:同学暗们可轿自己体用代绸数法花来验艺证:茫该函麻数表唤达式施对应评的逻宰辑电久路中寨已不全存在缓竞争秆冒险秃了。注:该法春是以杆增加宏设备为代疾价的棒。68而且拆,增回加冗农余项谈后,净函数迅式已浩非最庄简式臂。即理相应迟的逻归辑电希路也组不再狡最简炒。这皂同前抱面讨元论逻构辑电习路的递设计沉时有泻点矛触盾。家因为别设计丹时,率要尽岛可能销将函巨数式倚化为冤最简捞,使搅方案席最经昂济。米而增册加冗罚余项弯则是魔为了拨消除迷险象姓,使艘设计肉出的勿电路鄙能可闪靠地涉工作毯。经禾济和佩可靠恳均为蓄衡量棋一个联设计竟方案谱好坏唤的重挂要标第准。睬因此龟,设咸计逻桌辑电献路时鹿,应堪先在福不考毕虑险舞象的肆情况待下求酒最简稿电路锤,然殃后再梢判别饥可能士存在酬的险旬象并竹设法坟消除剃。693.增加浇惯性烘延时捉环节是在况组合晒电路眠的输米出端招连接芹一个点惯性圣延时馒环节以(即灭滤波别电路疤或RC电路裹)。耍因为男毛刺迟(冒扁险)须是低酿频分穷量少舍而高良频分迅量丰蜘富的杂信号摩。若蔽在电吸路输草出端资增加忙一个RC电路只,并烦适当温选择竟惯性妙环节狠的时停间常捞数(=R帽C),狮(使山它大贡于尖余脉冲村宽度这,以缓便将透尖脉震冲“削平”,但退也不狱能太达大,怜否则准,会灿使正拴常输堂出信率号产惩生不距允许灵的畸请变)旦。则鞠可消秘除毛意刺的邮影响鞠。70以上蔑介绍枝的两御种方陕法均仪是增俯加设习备来冷消除鹿险象裂。下猴面介叛绍的俱第四吵种方布法,风不需印增加荒任何于设备卸,它祝是一验种与虽前三阁种方创法完歌全不击同的裕方法挠:避开屿冒险酒而不哭是消诸除冒坏险。组合电路X1
X2XnFRF’
c714.选通眯法由于流组合睡电路她中的酸冒险南总发劝生在顿输入添信号演发生陷变化彻的过付程中临,且曲冒险障总以习尖脉可冲的按形式善出现环,因识此,朽只要在组枯合电煮路的带输出料门的拜输入鬼端加总入选斩通脉盖冲。利接用选档通脉纤冲的烈作用蛙,对很输出驶加以茧选择询和控宅制,戒只选火择输毫出的树稳定伏可靠误部分搭,而英有意蛇避开惹毛刺秀脉冲侨,从负而获剖得正皆确的腾输出私。72如:下图没所示爸的逻汪辑电论路其横函数希式为逝:显然乱,当A发生拒变化碗时,垂电路足可能赴产生浑险象业(“0”型险缠象)抄。为意避开帜险象塔,在距该电保路的顽输出上门G4的输燥入端些加一穗选通止脉冲辩进行宋控制臭。A&°&°&°G41°‘1’‘1’FG3G2G1选通脉冲选通脉冲73在选涛通脉谎冲到蹄来之串前,遍该输载入线角上为摘低电屿平,蜻门G4关闭结,即和电路示输出波被封稻锁,塞使险帮象无各法输猾出。弓而当绍选通贤脉冲炸到来疯之后法,相阳应的雕输入汽线为坚高,G4门开秒启,被使电禾路送圈出稳听定的哑输出薄信号服。这种等在时肤间上端让信弃号有令选择醒地通亦过的帅方法赏称为选通眼法。744.蛾4若干膀典型拥的组或合逻粉辑集守成电对路4.勾4.蜻1编码乞器4.狸4.放2译码却器/数据打分配刊器4.闪4.消3数据共选择项器4.板4.雅4数值迹比较圾器4.缩慧4.糊5算术您运算碑电路751.编码豪器(E单nc尿od映er缝)的概雹念与惹分类编码筒:赋予坊二进梅制代服码特棒定含晨义的会过程喝称为季编码甩。如:84廉21班BC帽D码中筋,用10麦00表示网数字8如:AS歼CI议I码中浙,用10否00恰00颗1表示技字母A等编码葡器:具有逆编码豆功能杨的逻不辑电仆路。4.协4.厘1编码撑器4.迅4若干埋典型纤的组斩合逻差辑集炕成电症路(中晒规模漆组合锣逻辑岸器件梢)76能将参每一目个编融码输彻入信残号变仿换为距不同沉的二平进制半的代瞧码输土出。如8线-3线编增码器溉:将8个输煮入的乞信号春分别榴编成8个3位二稍进制序数码输出酸。如BC良D编码名器:将10个编翁码输值入信送号分厌别编默成10个4位码牵输出钱。编码尿器的蓬逻辑吹功能:编码谈器的示分类透:普通授编码眨器和勿优先辱编码厕器。普通赌编码赶器:任何宵时候启只允缺许输健入一警个有惭效编漫码信刑号,斗否则轨输出雕就会邪发生密混乱予。优先害编码酸器:允许风同时勉输入嗓两个由以上视的有生效编尤码信驾号。托当同飞时输术入几缘瑞个有鸣效编盯码信幕号时稠,优辟先编稍码器森能按错预先论设定小的优板先级扁别,登只对够其中克优先起权最写高的圆一个雾进行瞧编码感。77二进到制编嫁码器洗的结携构框丢图2.编码防器的惠工作读原理I0
I1
Yn-1
Y0
Y1
1n2-I二进制
编码器
2n个
输入
n位二进制码输出
78(1膏)(4线─2线)盐普通糖二进受制编滤码器1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0
(2)真值表编码彻器的泉输入拆为高惜电平摸有效度。
(a)逻辑框图4输入二进制码输出1101100079该电残路是深否可刚以再腔简化馆?80当所庸有的妙输入途都为1时,Y1Y0=?Y1Y0=颂00无法临输出宏有效离编码杯。结论词:普通构编码镰器不扶能同街时输趋入两佣个已刊上的颗有效情编码桶信号当I2=水I3=1救,I1=爪I0=0时,Y1Y0=?Y1Y0=销00分析典:81优先阳编码洽器的寺提出畏:实际睡应用绢中,漏经常绑有两肿个或崖更多茂输入沙编码父信号愈同时少有效合。必须蔑根据疼轻重躺缓急错,规凯定好专这些芬外设逝允许副操作想的先匙后次壳序,去即优蒜先级抖别。能识标别多洽个编脚码请玻求信挡号的珠优先蒸级别丧,并涂进行剃相应陕编码寒的逻粘辑部盐件称选为优先熄编码浩器。(2坑)优先编码坚器82如4─黎2线优手先编贸码器(1)列步出真盘值表输入输出I0I1I2I3Y1Y0100000×10001××1010×××111高低(2)写进出逻今辑表括达式(3)画项出逻柔辑电劫路(共略)输入千编码艰信号梦高电谦平有趣效,余输出南为二真进制槐代码输入编码信号优先级从高到低为I0I3~输入飞为编晋码信帆号I3I0输出过为Y1Y03321IIIY+=33210IIIIY+=32II+=321III+=83上述趟两类协编码泼器仍脉存在档一个遣问题递:当电胞路所序有的文输入模为0时,肾输出Y0Y1均为0;而闲当I0为1且I1,I2,I3都为0时,Y0Y1也全群为0。即出斩现了宿输入址条件办不同辨而输汤出代符码相位同的姓错误单。实际鸦情况绪必须嫁加以夺区分召。解绒决的龙办法遗将通颠过后迁面的外例题介绍政。84例4.权4.继1计算息机的框键盘让输入畅逻辑坏电路突就是血由编趣码器树组成禁的。奔下图投是十缎个按冷键和狼门电鸡路组盼成的84嚷21冬BC印D码编授码器锈。代码挡输出使能拒标志编码雹输入85
输入输出S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9ABCDGS
111111111100000
111111111010011
111111110110001
111111101101111
111111011101101
111110111101011
111101111101001
111011111100111
110111111100101
101111111100011
011111111100001
该编献码器王为输姑入低巴电平杀有效键盘绘输入84唤21耗BC写D码编佛码器真值浙表86通过胡前例捎我们警看到挠:将责一位诵十进遍制数垃转化呢为84悄21州BC劫D码的单电路秤加了隔一个GS引脚扣,以苗区分共不按键和舍按下S0键(夜输入0)时研的情付况。无键存按下时,朗虽然AB聋CD输出注全为0,但GS框=0;S0键按已下时己,AB或CD输出琴全为0,但GS裹=1。进一抛步分答析发尺现:有键犁按下时,GS准=1。故:GS为工芬作状面态标宁志。它栏用来慈区分丽输出表代码芦是否有驼效。87以下饺介绍所的是40推00系列CM欠OS集成捐电路圈优先牙编码遥器CD驼45闲32的逻艰辑功蝴能和箱应用升方法缠。3.集成胡电路鲁编码搭器(b)引饲脚图(a)逻笨辑符捡号该编码斤器有8个信预号输意入,3个二拔进制准码输麦出。担高电华平为诞有效刃电平壮。为洞便于住多个壤芯片抚的连汇接和跑扩展意,设典置了输入汽使能EI和输出税使能EO及优先团编码工作拌状态贪标志GS。信号乓输入编码摆输出输入旅使能888线-3线优馋先编码钓器CD习45郊32功能悦表输入输出EII7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOL××××××××LLLLLHLLLLLLLLLLLLHHH×××××××HHHHLHLH××××××HHLHLHLLH×××××HLHHLHLLLH××××HLLHLHLLLLH×××LHHHLHLLLLLH××LHLHLHLLLLLLH×LLHHLHLLLLLLLHLLLHL为什控么要仿设计GS、EO输出惩信号上?优先淹级最驻高优先族级最坛低禁止猾编码遇器工胁作89CD第45惑32电路裳图90例4.培4.迈2用二聋片CD纪45漫32构成16线-4线优哗先编嘴码器,其逻辉辑图佳如下义图所脊示,束试分菌析其润工作菊原理。。000哭0愉0渡0斯0无编恩码输泼出0解:据CD哑45找32的功耕能表秒及给恩定的渡逻辑颂图分垮析知亩:91。110坛0怠0彻00若无有效电平输入0赠1呢1苗1哪块品芯片丢的优仇先级计高?1若有有效电平输入92。101套0盗0傲00若有有效电平输入1概1乓1通193译码纤器的尝分类钓:译码:译码制是编从码的糠逆过鞭程,蕉它能眠将二竞进制劳码翻眠译成判代表谋某一亭特定糟含义医的信呢号.(即电珠路的茧某种闷状态)1乘.译码唱器的览概念巴与分誉类译码糕器:具有罩译码伙功能据的逻领辑电仓路称幻玉为译独码器。唯一厌地址扬译码雕器代码移变换池器将一专系列蹄代码义转换络成与搂之一喇一对拍应的筐有效泛信号道。将一侮种代味码转舱换成闭另一决种代签码。二进栗制译车码器二—十进泄制译覆码器显示斥译码愿器常见留的唯运一地坛址译畜码器缩慧:4.遣4.朱2译码昌器/数据咬分配掀器94n个输茂入端使能嫩输入齐端2n个输陪出端设输黄入端消的个泳数为n,输易出端石的个拖数为m则有m=2n下图周为二桌进制木译码献器的优一般辆结构跨图:2.译码椒器的沈工作鞋原理95LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHH××HY3Y2Y1Y0A0A1E输出输入功能表下面居以2线-衰4线译扭码器易为例威,分市析译佩码器坊的工反作原闲理和埋电路略结构亏:逻辑秩图使能雾端96(a楼)相74制HC挡13显9集成壁译码吓器(1)二进辞制译课码器LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHH××HY3Y2Y1Y0A0A1E输出输入功能表3.集成沫电路耀译码拼器常用中的集终成二古进制魔译码铜器有CM织OS衡(如74输HC批13头8)和TT偿L(如74计LS鞭13蚁8)的定沫型产集品。匆两者辨逻辑耽功能筐相同肤,只血是电厌性能麦参数悲不同没。74僻HC陶13虽9是双2线-4线译巧码器艘。逻辑崇符号97逻辑突符号照说明君:逻辑却符号框外株部的符号,表示盘外部外输入红或输污出信委号名称,字便母上蜂面的“—”号说储明该枝输入因或输耳出是烘低电仅平有歪效。允符号框内吴部的签输入柜、输都出变加量表黄示其彻内部露的逻屈辑关与系。在准推导码表达践式的州过程井中,谈如果翻低有俗效的马输入耻或输某出变程量上眉面的“—”号参童与运凳算,怪则在纲画逻洲辑图红或验罚证真膨值表番时,计注意凳将其隙还原铺为低奔有效颤符号。E1
A11
1
&&&&Y0Y1Y2Y3A0Y0Y2Y1Y3EA1A098(b右)海74弓HC与13乞8(沃74凶LS胶13陕8)集成橡译码暮器引脚图逻辑符号使能油输入萄端二进梨制输关入端输出梦端99LHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHH×××××LHHHHHHHH×××HX×HHHHHHHH××××H×A2E3输出输入A1A074纪HC护13夜8集成暂译码施器功怠能表10雾074项HC环13突8集成劫译码设器逻辑交图10削1例1.已知屿下图睁所示椒电路场的输入嘱信号燥的波盯形。污试画搅出译励码器颈输出傻的波汇形。(c)译于码器点的应纽奉用10静2例2.译码浅器的常扩展用1片74蛇X1忠39和4片74芹X1帆38构成5线-3弓2线译蛇码器高位农选片浊外低位露选片妈内0010汁3~3线–8线译码器的~
含三变量函数的全部最小项。Y0Y7基于额这一糟点用昨该器猴件能断够方嫌便地往实现寄三变盆量逻俊辑函凝数。例3.用译冶码器叔实现主逻辑扩函数挎。...因为醋:当E3=1,E2=利E1=谷0时,10拳4用一片74HC138实现函数解:首先帮将函准数式内变换睛为最杀小项沈之和犹的形省式:在译枣码器日的输片出端劈燕加一迫个与申非门正,即赴可实顽现给策定的固组合毫逻辑曲函数.如:10负5(2)集成脖二–十进惊制译症码器闯-74娱HC谅42功能锄:将84孤21痕BC串D码译膨成为10个状颜态输点出。10史6功能模表十进制数BCD输入输出A3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y90LLLLLHHHHHHHHH1LLLHHLHHHHHHHH2LLHLHHLHHHHHHH3LLHHHHHLHHHHHH4LHLLHHHHLHHHHH5LHLHHHHHHLHHHH6LHHLHHHHHHLHHH7LHHHHHHHHHHLHH8HLLLHHHHHHHHLH9HLLHHHHHHHHHHL对于BC双D码以跨外的吧伪码政(即10枕10~11丑11这6个代件码)播,Y0~Y9均为言高电涂平。见P1端49例4.崖4.瓶510杯7(3)七晶段显边示译暂码器10冬8(a)最决常用它的显蔽示器栗发光加器件搏:半筐导体肥发光法二极锣管和忘液晶沉显示污器。共阳极显示器共阴极显示器abcdfge显示器分段布局图发光园二极析管构袖成的图七段梁显示衬器分蜜两种脚:10雹9(b)常奏用的拼集成爱七段绢显示庭译码尼器--搂--侦--公--笨--俩CM笨OS七段促显示章译码指器74盗HC热45砌11当输挺入84碧21耕BC照D码时录,输斑出高鲁电平斯有效俗,用五以驱耗动共趴阴极厕显示涂器;揉当输煌入为10泻10抬-1减11浆1时,束输出温全为灰低电朗平,藏显示释器无告显示愈。辅助萄控制街端输入扰端灯测默试输螺入LT拐=0,七挎段全草亮锁存笔使能丹输入LE梅=0,锁存窜器不繁工作陶,输出坝随输名入码历的变煎化而剃变;LE由0到1时,遥输入探码被海锁存神,输出哀取决事于锁树存器扑的内编容。灭灯始输入BL命=0且LT叙=1时,牙七段里全灭11桶0LTHHLHHHHHLLHHHL9HHHHHHHLLLHHHL8LLLLHHHHHHLHHL7HHHHHLLLHHLHHL6HHLHHLHHLHLHHL5HHLLHHLLLHLHHL4HLLHHHHHHLLHHL3HLHHLHHLHLLHHL2LLLLHHLHLLLHHL1LHHHHHHLLLLHHL0gfedcba字形输出输入十进制或功能D3D2D1D0BLLECM须OS七段箩显示险译码敞器74笼HC宗45渠11功能府表**××××HHH锁吴存熄灭LLLLLLL××××HL×灭崇灯HHHHHHH××××L××灯测膊试熄灭LLLLLLLHHHHHHL15熄灭LLLLLLLLHHHHHL14熄灭LLLLLLLHLHHHHL13熄灭LLLLLLLLLHHHHL12熄灭LLLLLLLHHLHHHL11熄灭LLLLLLLLHLHHHL10LTgfedcba字形输盖出输印入十进余制或功追能BLLED3D2D1D0CM岛OS七段旬显示邻译码羡器74择HC坡45辨11功能漂表(续)此时角输出由状态牛取决荐于LE由0跳变春至1时BC猜D码的刃输入11碎2例4.静4.钞6由74惑HC笔45乖11构成24小时拥及分然钟的瓦译码滑电路访如图垫所示炮,试分角析小肯时高潜位是摧否具踪蝶有零浑熄灭哭功能盼。解:当高婶位输贴入00亩00时,汤“或醒门”属的输址出为0,使BL为0。故高位组具有如零熄仔灭功溉能。11镜3数据吃分配稍器:相当朗于多遮输出图的单胞刀多踪蝶掷开广关,币是一忙种能熄将数抖据分器时送筛到多放个不径同的葵通道监上去需的逻伶辑电省路。数据驻分配历器示掉意图4.数据拦分配菜器用74淹HC锅13煤8组成数据弦分配盖器数据盼分配装器可足以用穗唯一冈地址乓译码旺器实珠现。010当ABC=010时,Y2=DCBA74HC13使8Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E3E2E1A2+5完VD=E1Y0Y7A1A0例:用74呀HC对13叛8组成犹数据迟分配吵器。解:可以即把一浅个数垫据信流号分绵配到8个不利同的益通道铁上去垄。数据原输入数据注输出地址奇输入(通道锣选择)使能敢端11诊5输入输出E3E2E1A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7LLXXXXHHHHHHHHHLDLLLDHHHHHHHHLDLLHHDHHHHHHHLDLHLHHDHHHHHHLDLHHHHHDHHHHHLDHLLHHHHDHHHHLDHLHHHHHHDHHHLDHHLHHHHHHDHHLDHHHHHHHHHHD74炒HC掀13蔽8译码劝器作互为数疲据分例配器拘时的等功能砌表11擦64.扮4.唐3数据患选择南器1.数据蚂选择赛器的虏定义壁与功馆能数据杠选择她的功促能:在通宰道选杜择信模号的脖作用假下,渔将多消个通童道的受数据前分时她传送枯到公均共的炭数据萍通道朝上去包的。与数跑据分案配器岁正好普相反序。数据农选择折器:能实气现数醋据选叨择功安能的红逻辑挣电路肾。它肃的作惯用相仁当于辱多个姜输入敞的单漆刀多拍掷开症关,农又称“多路鸽开关”。11棍72位地躺址码奔输入姑端使能回信号驳输入足端,技低电懂平有泪效1路数颂据输舒出端(1)逻或辑电竟路数据输入端下面屿以4选1数据屯选择卷器为矛例说榜明其赌工作趟原理剪及基有本功恐能:11匆800I3011011=1=00××1YS0S1E地址使能输出输入功能表0 0 0 I00 0 1 I10 1 0 I20 1 1 I3(2)工新作原层理及拣逻辑机功能11斗974膜HC庄15卸1逻辑妨符号D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S02.集成殃电路疏数据槐选择馒器(1)8选1数据匆选择缺器74焰HC裹15佣1的功当能八个和数据赴源输梨入使能轻输入两个仆互补永输出三个蕉地址医输入12谷02个互艺补输朝出端8路数米据输督入端1个使痛能输头入端3个地票址输锄入端74刃LS诉15赠1的逻戴辑图12险1输入输出使能选择YYES2S1S0HXXXLHLLLLD0LLLHD1LLHLD2LLHHD3LHLLD4LHLHD5LHHLD6LHHHD774疯LS徒15隶1的功讲能表当E=1时,Y=0
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