铜陵学院数字电子技术第章组合逻辑电路

第四章组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的分析和设计4.2加法器4.3编码器

4.4译码器

4.5数据选择器

4.6数值比较器

4.7组合逻辑电路的竞争—冒险

电路特点

功能特点任意时刻的输出信号只与此时刻的输入信号有关，不包含有记忆功能的单元电路，组合逻辑电路的特点数字电路组合逻辑电路时序逻辑电路与信号作用前电路的输出状态无关也没有反馈电路。4-1组合逻辑电路的分析和设计4.1.1组合逻辑电路的分析方法已知组合逻辑电路写输出逻辑函数式化简、变换分析其功能填真值表分析其功能一、分析方法二、举例解：组合逻辑电路如图，试分析其逻辑功能。2、化简、变换4、分析逻辑功能1、写输出逻辑函数式为了方便，可借助中间变量P，P=(ABC)'L=AP+BP+CP

=A(ABC)'+B(ABC)'+C(ABC)'3、列真值表当ABC三个变量不一致时，电路输出为1，否则为0。所以这个电路可称为“三变量不一致判别电路”。最后得：L=(A'B'C'+ABC)'P01111110

ABCY

000001010

011

100

101

110

1114.2.2组合逻辑电路的设计方法试设计一个三人多数表决电路，一、设计方法二、举例1、列真值表解：2、填卡诺图化简逻辑函数00010111

ABCY

000001010

011

100

101

110

11111100001BC0001111001AY用与非门设计逻辑电路根据功能要求填卡诺图化简逻辑函数列真值表写最简与或式用多种基本门设计逻辑电路变为与非与非式要求提案通过时输出为1，否则为0。（用基本门设计电路）3、输出函数式4、用与门、或门设计电路5、用与非门设计电路思考：Y=AB+BC+ACABCYABCYY=AB+BC+AC

Y=(

)'(AB)'(BC)'(AC)'

()'()'

若全部用二输入与非门设计电路，对应的函数式如何写？逻辑图如何画？

4-2加法器4.2.1半加器1位半加器的真值表真值表输出逻辑函数式逻辑电路图CO=AB0001101100101001ABSCO∑ABSCO电路框图ABSCO输入输出=A⊕BS=A'B+AB'只能求本位和，不能将低位的进位信号纳入计算的加法器为半加器。4.2.2全加器能将低位的进位信号纳入计算的加法器称为全加器4.2.3集成加法器及其应用两个多位数相加时每一位都可能出现进位信号，因此，必须使用全加器。一、多位加法器输入输出ABCICOSCO∑CIABS0000010100111001011101111位全加器真值表1位全加器输出表达式：逻辑电路图（略）电路框图：00101001100101114位串行进位加法器：10011101111例如做14+7的运算：二、集成加法器串行进位运算速度慢，用超前进位法可提高运算速度。不片接时,芯片74LS283的CI端应接低电平。=(10101)2

=16+4+1=(21)10常用4位超前进位集成加法器有74LS283等。01110(1110)2+(0111)20CO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABS74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO三、加法器的应用加法器常用来进行代码转换用一片74LS283把8421BCD码转换成余3码。解：余3码=8421BCD+0011余3码8421BCD码用一片74LS283,附加必要的门电路将8421BCD码转换成2421BCD码。设计过程见下页所以：如图连接即可。74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO例1：例2：0011修正值2、修正电路的设计1、真值表（设计一览表）74LS283的输入74LS283的输出8421BCDA3A2A1A0修正值B3B2B1B02421BCDS3S2S1S0000000010010001101000101011001111000100100000001001000110100101111001101111011110000000000000000000001100110011001100110观察修正值可知：B3=0；B0=0；B2=B1=（A3A2A1A0）（A3A2A1A0）m5+m6+m7+m8+m9约束项：m10+m11+m12+m13+m14+m15=0解：3、修正电路输出逻辑表达式已知:B2=B1=m5+m6+m7+m8+m9m10+m11+m12+m13+m14+m15=08421BCD码修正值2421BCD码B2=B1=A3+A2A0+A2A174LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICOB2=B1A1A0A3A2000111100000111011XXXXXX00011110连接线路4.3编码器逻辑功能从输入信号的内容上分，有普通编码器和优先编码器两种；将输入的每一个高、低电平编成二进制代码或二—十进制代码。分类从输出代码的内容上分，有二进制编码器和二—十进制编码器两种。4-3-1普通编码器特点：任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。1、真值表3、输出函数式I3I2I1I0Y1Y00011XXXXXXXXXXXX0101XXXXXXXXXXXX0111101111011110000110112、卡诺图（以两位二进制编码器为例）Y1I3I20001111000011110I1I0Y0I3I20001111000011110I1I0Y1=I3I2

Y0=I3I1

“0”有效反码5、逻辑框图由逻辑符号知电路特点：4、逻辑图I3I2I1I06、说明电路中的I0

端可以去掉，所以，I0端叫做“隐含端”。因为当I3I2I1

=111时，电路便可输出0的两位代码00，Y1Y0I3I2I1I0Y1Y04线——2线0编码有效，输出两位二进制反码。(以两愿位二覆进制贴编码备器为友例)特点呈：1.真值筛表输出我反码佳。要求援：I3的优蚊先权剪最高帆，I0的优冠先权点最低，0X嚼X偿X10X冻X110X11100朋00陵11误01超1I3I2I1I0Y1Y0“0”有效反码依次夹，2.卡诺旅图和诉输出畏函数(略)4.财3.厘2优先翅编码述器但是既，电甲路只课对优杰先权千较高裕的一凳个进量行编测码。允许拐输入飘端同腐时有营多个惹编码轿信号邀，一.二进胖制优舱先编裕码器3、逻云辑框瞧图4、功阻能表YS:选通艘输出苍端S:选通毕输入修端（羞使能贴端）YEX：输出倡扩展岔端1X书X盟X枣X1001站1惜1护1010有“0”反码遍输出附加辉的功战能端滤有：0珠1置1促1生01须X链X哨X暑X尿1疏1餐1牧10脑1家1反1卧1举1霜1抛0升10灯0拦X债X肺X0芦1榨0惹X吓X0国1宵1蚊0浩X输入输出0桐0郊1识00嘱1民1姿01粥0纲1头01始1帅1惜0SI3I2I1I0Y0Y1YEXYS1芹11眨111注注意I3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEX二、室二——十进叶制优责先编消码器5.集成斥二进教制编毛码器（74手LS拌14垒7）二—十进淡制优晋先编粱码器0编码疤有效输出84炒21合BC莫D反码10线—4线（实为9线—4线）没有I0端，当I9~I1全为1时，址输出00亦00的反恋码11游11它是8线—3线优臭先编崇码器0编码领有效输出辞三位致二进葬制反回码集成尼二进极制编醒码器哭有74考LS芹14满8I0端是局隐含够端，三、爪编码布器功蚀能扩功展试用念两片4线—2线优袄先编岁码器社，1、电埋路图（1）片承编码勤时（2）片腊不工枝作YS1=1S2=1YEX眯1=0（1）片剃输入衰全1不编离码时（2）片脚工作YS1=0S2=0YEX情1=1可编目出111、110、101、100可编机出011、010、001、0002、工作粱原理此时晃，此时唇，Z2=1Z2=0将A7~A08个低电字平信券号编鸦为11佣1~那00稼08个3位二蜜进制联代码山。要求A7的优母先权抬最高修，A0的优敢先权燥最低朝，输与出原旧码。（利抚用洁附加斩功能尤端）4-笼4译码伯器逻辑悟功能耗：4.棵4.渴1二进恩制译瞎码器1、真值柳表常用稻有：A1A0Y3Y2Y1Y01企00税01桃10恐11汉1向1义01驳0篇1秋11芝1基0钱10秩1艺1钟1原码“0”有效一、妖两位袋二进静制译吹码器2、输出朗函数二进族制译咳码器甲、二——十进轧制译户码器彼、显示械译码贵器Y3=泉(A1A0)'Y2=竭(A1A0')多'Y1=撑(A1'A0)'Y0=办(A1'A0')头'=m3'=m2'=m1'=m0'将输榜入的刷每个符代码狗分别餐译成利高电矛平（冤或低冰电平绵）。S端为窗控制证端（警片选暴端、剑使能地端）当S=0时，庭译码酱器工且作；当S=1时，类译码胶器禁障止，所有阁的输永出端虎均为1。A1A0S3、逻辑尿图4、电路保框图1、两背位二钩进制霉译码敞器二.集成鸣二进郊制译育码器2、三晶位二念进制立译码喝器3线—8线：74虑LS弃13创8当控走制端S1S2S3=1留00时，学译码睡器处茂工作阵状态仪，它能斥将三贡位二瓜进制绢数的甩每个遣代码分别题译成僻低电撕平。S1S2S3为其槐它状撑态时蛛，译屡码器辅禁止誉时，双2线—4线：74疲LS方13公9所有休输出没端都穴输出合无效浇电平术“1”。归纳:即，n变量服全部短最小搁项的臭译码现器。二进伸制译怕码器章就是n线—2n线译划码器歇，4-爷4-嫂2二—十进漏制译钞码器常用肝有74慌LS求42，结构穗：4线—1来0线，惭没有扰片选办端。A3~A0是输捆入端默，Y9~Y0是输胀出端啄。功能驻：能百将84础21悔BC蜓D码译原成对孔应的乖低电历平。是84毯21矛BC根D码的影译码堪器4-蚊4-颂3显示街译码员器一、抛数码逆显示瞒器由七迫个发雪光二哑极管挣组成奶的数研码显缩慧示器共叫LE巷D数码利管，或LE片D七段软显示雷器，炸可以怎显示稳十进狐制数记。等效列电路:共阳极，共阴极，hagdbcef+Uabcdefgabcdefg需0驱动需1驱动LE婚D数码馋管外歉形图二、数码钻显示钢译码游器为了已使七疮段数桌码管早显示BC河D代码吃所表真示的斯十进世制数困，常用物可以早驱动共阴苏极LE经D数码济管的显示都译码榨器有74超LS玩24镰8等。必须润使用显示桃译码塑器，将BC烘D代码蔽译成则数码惨管所顷需的柄驱动归信号磁。74查LS既24搁8真值冤表输拢入输戚出A3A2A1A00粉0前1长00廊0粗0牛10层0沈0讯0a阔b秆c缺d虽e省f梳gabcdefg0111111000110000111110011001111101001001100001110110010111110000011111011111111100001111111011111174音LS害24涝8的逻陷辑符执号三个蜂控制省端及浴使用局方法枣：测灯床输入寄端LT灭零权输入它端RB粪I灭灯窜输入/灭零贸输出廉端BI/RBO。1、正任常译担码.电路侍对84世21灵BC尘D进行躁译码伏，产搏生相产应的恩驱动醒信号俩。2、灭生零.当输柳入为叨十进陈制数主“0”的二枕进制陪代码00竖00时，使LT=1，BI/RBO=诊1使RB我I=0译码换器输砌出端a～g全为0，使互显示杆器熄秘灭。3、测咬灯.使LT=0七段谋全亮绘，由莫此可须检测翻显示蛇器七冰个发饱光段幸的好去坏。输入凳端无岔论输萄入什疼么代鞠码，a～g端输成出都树全14.唤4.鼓4译码蹈器的学应用一、惨译码茂器的醉功能未扩展1.按题宫意列3/朗8译码大器的宣真值造表利用A2=0：输饱入输趟出0现0州01111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111A2A1A0Z3Z2Z1Z0Z7Z6Z5Z4试将畏双2/秩4译码行器74朽LS渣13库9扩展谁为3/捐8译码济器。0婆0膀10捆1永00监1耍11乳0乘01驶0醋11锐1今01局1匙1使S1=0驴,(1浩)电路泉工作赠；使S2=1锁,(2附)电路融不工阴作。利用A2=1：使S2=0砍,(2编)电路创工作辫；使S1=1趣,(1仿)电路向不工励作。2.画电斥路图A2=敢0时，(1际)片工犹作;可不梨必附贫加非饺门。若译牌码器娱有多声个片未选端,A2=散1时，(2纸)片工衫作.如图由连接驾电路园即可扁，A2A1A01A0A1A2Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7A3将3/盏8译码女器扩够展成4/敲16译码呆器时牲，用n线—2n线的梢译码翁器，1）方绸法步沉骤2）注犹意控制丘端的亿条件很要满俭足。函数离变量员的权位应与所用围译码赵器输译入代响码的权位相对应；把原尘函数惯化为靠最小票项之若和形阻式；根据欺函数喇的变盘量数n，确定促用n线——软2n线译黄码器仔；所用厌译码仇器输含出0有效煮时，耕输出蜻端应铁附加与非颂门。二、容译码窃器实摆现组竖合逻揪辑函粗数可产块生不霞多于n个变毁量的骡任意俭逻辑添函数治。如果惧用输垦出0有效追的3线—8线译有码器74旧LS符13够8产生井此函傻数，例1约：Z=敬A'B'C'+A角B解：则应疑将Z式变为楼如下摘形式勾：在译便码器到输出端附加躁与非洗门即到可。Z=冲A'务B'遗C'越+A楼BC划'+湿AB孕C=m0+m6+m7Z=到m0+m6+m7=(m0'm6'm7')'用译录码器敞产生(互)'(商)'例2：丝式用一片74漏LS迅13叶8实现1位全奖加器候的逻震辑功解能已知1位全坦加器描的逻帮辑表盏达式获为例3：趟用1片74突LS竖13庭9实现1位全惕加器混的逻接辑功增能。先将嘴双2/催4译码桑器连颗接成3/尤8译码醉器，OC(ABCI）()CIBAS7421mmmm+++=在1片74唐LS作13纱8的输弓出端附加疲两个色与非冷门即惧可。7653mmmm+++=再产岗生题拢示逻求辑功雾能。(图略变）4-监5数据谦选择阶器地址际码二、症输出全函数粱式三、托逻辑衣图D20危00腹11泳01霞1D0D1D3A1A0Y数据钱选择每器的拔功能红是从闷一组逃数据购中选着则某鸡个数据输出4.采5.童1四选保一数碍据选输择器YA1A0D3D2D1D0一、虎真值孟表四、轻电路绵框图残（附加承控制库端S）Y=(A1'A0')D0+(A1'A0)D1+(A1A0')D2+(A1A0)D34.说5.冠2集成窑数据冲选择宅器可在膨八位脂数据D7~D0中选族择某亡一位辱。1、74傻LS皂15伙3内含双4选1电路姓，两个洽地址搁输入券端A1A0共用模。2、74钞LS孩15猾18选1数据垂选择瓣器，有三搞位地奏址码A2A1A0Y=A3'A1'A0'D0+A3'A1'A0D1+A3'A1A0'D2+A3'A1A0D3A3A1'A0'D4+A3A1'A0D5+A3A1A0'D6+A3A1A0D74.删5.绒3数据挪选择父器的释应用一、荒数烧据选答择器悲功能裙扩展连接奶线路亩如图伤。A2当A2=0时，可在D0~D3种选鸟择某爸个数悟据；A1A0可在D4~D7中选冲择某爷个数稍据。当A2=1时，Y试用从一片4选1数据赞选择腐器74达LS渗15吼3组成亿一个8选1数据托选择千器。D3D2D1D0D7D6D5D4(1赢)电路恢工作察，(2叮)电路劝工作新，二、灭数据乎选择年器实棍现逻荣辑函士数例：试用首数据乳选择贷器产援生L=AB偏+B院C+扎ACABC1用数归据选焦择器史实现愈逻辑辞函数质时，函数忙式不恭能化临简，已化骡简的音应还愈原L=烂AB眨C'植+A伪'B遥C+坚AB称'C顷+A题BC叮……仰①解：1、还张原函本数式2、写泻出所守用数犁据选洁择器利函数揉式三变窜量的链函数睛可用饱四选码一数颠据选排择器雁实现书。Y=冤A1'A0'D0+A1'A0D1+A1A0'D2+A1A0D3……②3、列把出①、②式的工对应撑关系②

A1

A0

D3

D2

D1

D0①

A

B

1

C

C

04、画睡电路训图根据笛对应帝关系孤连接械电路L4-粥6数值呆比较荣器4.慨6.携1一位拳数值童比较捉器1、真枕值表2、输愚出逻匀辑函塞数4.伶6.贱2多位晶数值捎比较阔器74波LS宣85是4位二铸进制窗数比冬较器电路斩结构勒不同星，扩坦展端倾的用伟法就壮可能鉴不同茫，使命用时筹应加轮以注抵意。3、逻胳辑图不进租行片清接时穿，其械扩展贝端应存满足弓：100100100100Y(A恨=B目)A躲BY(A<B)Y(A=B)Y(A>B)0即00阻11泽01练1Y(A>B)Y(A<B)I(A<B)I(A>B)I(A=B)=001ABYA<B=A'鞠B；YA>B=AB之'YA=B=A'响B'+AB=殖(A'露B+AB斗')'休=(YA<B+裕YA>B)'4-自7组合捐逻辑晒电路窜的竞违争冒惜险现眉象4.内7.孟