《电工电子技术》课件-模快八 组合逻辑电路

1.

组合逻辑电路基础：分析、设计方法。

2.

编码器、译码器、数据选择器的功能及应用。知识点知识目标：1.掌握组合逻辑电路概念及分析、设计方法。2.了解常用中规模集成电路的性能、特点、内部逻辑图。3.学会看编码器、译码器、数据选择器等常用器件的功能表、引脚图。能力目标：1.能分析常用集成组合逻辑器件的典型应用电路。2．学会用集成组合逻辑器件连接、调试电路。目标案例导入

在很多竞赛或娱乐节目的场合，需要有抢答的环节，如何确定抢答者的先后顺序，是主持人较难把握的，数码显示抢答器可以很好地解决有关抢答的先后问题。组合逻辑电路的概述1组合逻辑电路分析、设计2常用组合逻辑器件3主要内容

组合逻辑电路的概述一、数字电路根据逻辑功能特点的不同分为：组合逻辑电路时序逻辑电路

指任何时刻的输出仅取决于该时刻输入信号的组合，而与电路原有的状态无关的电路。

指任何时刻的输出不仅取决于该时刻输入信号的组合，而与电路原有的状态有关的电路。二、组合逻辑电路的特点与描述方法逻辑功能特点：没有存储和记忆作用结构特点：

由门电路构成，不含记忆单元，只存在从输入到输出的通路，没有反馈回路主要有逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图

电路特点功能描述8.1.1组合逻辑电路的分析分析逻辑电路的目的，就是要研究其输出与输入之间逻辑关系，得出电路所实现的逻辑功能。分析流程见图：【例8-1】试分析如图8-3所示电路的逻辑功能。8.1组合逻辑电路基础输入输出ABY000011101110解：分析步骤如下：1步：由输入变量A、B开始，逐级写出各个门的输出表达式，最后导出输出结果。2步：将输出结果化为最简的与或式。3步：列出真值表，如表所示。4步：分析真值表可知，A、B输入相同时，输出为0；A、B输入不同时，输出为1。即为异或逻辑。8.1.2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际问题，求出能够实现这一逻辑功能的实际电路。设计流程：从上述步骤可见，组合逻辑电路设计是分析的逆过程。【例8-2】用与非门设计一个信号灯报警控制电路。信号灯有红、绿、黄3种，3种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况，其他情况均属故障，出现故障时输出报警信号。解：1)设红、绿、黄灯分别用A、B、C表示，灯亮时为正常工作，其值为1，灯灭时为故障现象，其值为0；输出报警信号用Y表示，正常工作时Y值为0，出现故障时Y值为l。列出真值表如表所示。2）写出逻辑函数式

化简为ABCY000100100100011010 001011110111113）据整理的逻辑式画出逻辑电路图，如图所示电路。(1)从输入端逐级写。(2)边写可以边化简整理。(3)直到得出逻辑式。逻辑图逻辑式ABC课堂练习：分析图示电路功能（4）功能描述：三变量一致鉴别电路：三变量一致时电路输出1。小结一、分析组合逻辑电路的方法：1步：写表达式（由左至右逐级写）；2步：由表达式列出真值表。3步：功能描述。二、设计组合逻辑电路的方法1步：根据命题列真值表；2步：写表达式，并化简、整理；3步：由最简合适的表达式画出电路图。1.组合逻辑电路的结构及逻辑功能有什么特点？2.简述组合逻辑电路的分析步骤及设计步骤。3.分析图示电路的逻辑功能。

知识与小技能测试题3图4.查阅手册选取一块4-2输入或非门芯片，熟悉其型号和引脚排列图，用面包板或实验箱连接图8-6电路，验证逻辑功能。知识与小技能测试Y电路分析：ABC取什么值Y输出为1？描述电路功能。——电路分析——ABCYY1图1图2课后作业——电路设计——1.仓库火灾报警电路，有烟、光、温度三种引起火灾的条件，当有两个或两个以上火灾信号达到时电路输出1（报警），否则出0（不报警）。2.三人表决电路：A、B、C三个评委有两人其中必须含组长或三人表决通过，则选手晋级，否则被淘汰。课后作业8.2常用组合逻辑器件功能及应用编码器译码器数据选择器数值比较器加法器数据分配器一、编码器的概念与类型编码将具有特定含义的信息编成相应二进制代码的过程编码器二进制编码器二-十进制编码器

优先编码器

编码器(Encoder)

被编信号二进制代码编码器8.2.1编码器二、二进制编码器I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y28线

–3线编码器Y0=I1·I3·I5·I7Y2=I4·I5·I6·I7Y1=I2·I3·I6·I7Y0=I1·I3·I5·I71111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输出输入被编信号高电平有效。原码输出三、优先编码器1111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输出输入允许同时输入数个编码信号，并只对其中优先权最高的信号进行编码输出的电路。普通编码器在任何时刻只允许一个输入端请求编码，否则输出发生混乱。8线-3线优先编码器1111XXXXXXX01101XXXXXX101001XXXXX0010001XXXX11000001XXX010000001XX1000000001X00000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输出输入

74LS148是8-3线优先编码器

74LS148编码器功能表111001010101010101011111110000010100111001011101111XXXXXXXX01111111100XXXXXXX010XXXXXX0110XXXXX01110XXXX011110XXX0111110XX01111110X011111110GSEOY2Y1Y0EI

I7

I6

I5

I4

I3

I2

I1

I0输出输入74LS148逻辑符号74LS1488-3线优先编码器应用

设计并连接一个数码显示电路。要求每当按一个输入键，对应输出一个3位二进制数。（仿真验证）设计一个数码显示电路：要求每当按一个输入键，对应输出一个8421BCD码。选择芯片（芯片型号）。能力拓展：二-十进制优先编码器0111111111110101111111110×00111111110××1101111110×××010111110××××10011110×××××0001110××××××111010×××××××01100××××××××1111111111111Y0Y1Y2Y3I9I8I7I6I5I4I3I2I1输出输入被编信号优先级别从高到低依次为

I9、I8、I7、I6、I5、

I4、I3、I2、I1。NC二-十进制优先编码器CT74LS147CT74LS147I8I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2Y3I9逻辑符号◆引出：例：分析图电路功能。

输入是一组两位二进制代码AB，输出是与代码状态相对应的4个信号Y3Y2Y1Y0。输入输出ABY3

Y2

Y1

Y0000110110001001001001000译码器的真值表

分析真值表，电路为2线—4线译码器。试说出译码器与编码器功能的不同。8.2.2译码器1、译码是编码的逆过程。2、译码器的类型

二进制译码器：是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来的电路，如果输入信号有n位二进制代码，输出信号为m个，m=2n。

二—十进制译码器：输入0000—1001十个8421BCD码，输出十个信号。

显示译码器：输入0000—1001十个8421BCD码，译出0-9。概述一、

二进制译码器——3线—8线译码器74LS13874LS138的外形一、3线—8线二进制译码器74LS13874LS138译码器功能表4脚、5脚、6脚为使能端，

4脚、5低电平有效，6脚高电平有效。

A2A1A0为二进制代码输入端，A2为高位。Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7为译码输出信号，低电平有效。74LS138的引脚74LS138的逻辑符号1、三个使能控制端

2、A2、A1、A0为译码输入。3、Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7为译码输出信号，低电平有效，所以书写时加非号“—”。◆在EC=1，=0时，输出信号才取决于输入信号A2、

A1、A0的组合。◆当EC=0时，无论其它输入信号是什么，输出都是高电平，即无效信号。◆当=1时，输出也都是无效信号。三点说明：一、3线—8线二进制译码器74LS13874LS138输出逻辑函数式Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1Y2=A2A1A0=m2Y3=A2A1A0=m3Y4=A2A1A0=m4Y5=A2A1A0=m5Y6=A2A1A0=m6Y7=A2A1A0=m774LS138译码器功能表输入输出

A2

A1

A0Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y70××11010101010101010××××××00000101001110010111011111111111111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110二进制译码器能译出输入变量的全部取值组合，故又称变量译码器，也称全译码器。其输出端能提供输入变量的全部最小项。

Y0=m0Y1=m1Y2=m2Y3=m3Y4=m4Y5=m5Y6=m6Y7=m7例1：用全译码器实现逻辑函数解：（1）全译码器的输出为输入变量的相应最小项之非，故先将逻辑函数式f写成最小项之反的形式。由摩根定理（2）f有三个变量，因而选用三变量译码器。（3）变量C、B、A分别接三变量译码器的C、B、A端，则上式变为：(4)画出逻辑电路图。用三变量译码器74LS138实现以上函数。74LS1383-8译码器

应用用74LS138及与非门实现三变量一致鉴别电路。课堂练习：二、

数码显示译码器将输入的BCD码译成相应输出信号，以驱动显示器显示出相应数字的电路。(一)数码显示译码器的结构和功能示意a数码显示器bcdefgYA0A1A2数码显示译码器译码器YYYYYY驱动器YYYYYYYA3bcdefgabcdefga输入BCD码输出驱动七段数码管显示相应数字0001(二)数码显示器简介1.七段半导体数码显示器(LED)LED外形字段编号(二)数码显示器简介1.七段半导体数码显示器(LED)abcdefgDPagfCOMbcedCOMDPabcdefgDP发光字段，由管脚a~g电平控制是否发光。小数点，需要时才点亮。显示的数字形式字段编号及引脚共阳接法

共阴接法

半导体数码显示器内部接法COMCOMDPgfedcbaDPgfedcba串接限流电阻

共阳接法数码显示器需要配用输出低电平有效的译码器。

共阴接法数码显示器需要配用输出高电平有效的译码器。共阳极共阴极VCC+5V

RR数码管分类4线–7段译码器/

74LS48/47的逻辑符号74LS48BIA3A2A1A0BIYgYfYeYdYcYbYa2.七段显示译码器消隐控制端，低电平有效。8421码输入端译码驱动输出端，高电平有效。试灯该端输入低电平则灯灭LTBI/RBO

74LS48（或47）

七段译码/驱动器功能表数码显示电路连接cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp课堂练习：D0YD1D2D34

选

1

数据选择器工作示意图A1A08.2.3数据选择器（又称多路选择器或多路开关）数据选择器:根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路。多路输入一路输出地址码输入10Y=D1D1常用4选1、8选1和16选1等数据选择器的输入信号个数N与地址码个数n的关系为N=2n2024/6/944(1)四选一数据选择器的逻辑电路图

一、

数据选择器的工作原理（以4选1为例）地址输入端控制输入端数据输入端输出端当S=1时：2024/6/945四选一数据选择器的逻辑表达式及功能表输入输出S

A1

A0Y0××0100D0101D1110D2111D3当S=1时：2024/6/94674LS151的逻辑符号

8选1数据选择器示意图找错：图中不当之处二、8选1数据选择器74LS1512024/6/94774LS151的功能表及引脚图三个地址输入端A2、A1、A0，八个数据输入端D0~D7，两个互补输出的数据输出端Y和Y，一个控制输入端S。74LS151的输出逻辑表达式2024/6/949例1.试用八选一数据选择器实现：

解：将A、B、C分别从A2、A1、A0输入，作为输入变量，把Y端作为输出F。逻辑表达式中的各乘积项均为最小项，用逻辑式对比法

应用举例——实现组合逻辑函数使能端接“地”，令D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=02024/6/950画出电路：2024/6/951[例2]：试用八选一选择器实现三变量一致鉴别电路。ABCF00010010010001101000101011001111

解：（1）假设三变量为A、B、C，结果为F，则真值表如表所示。（2）写出逻辑表达式：（3）令D0=D7=1D1=D2=D3=D4=D5=D6=0（4）现出电路图。用74LS151实现下列逻辑：Y=AB+AC+BC课堂练习：1步：列真值表（注意变量高低位顺序！）2步：与数据选择器功能表对照，定D0—D3的数。3步：画出电路图。数据选择器应用—实现组合逻辑函数方法小结知识与小技能测试1.简述编码器74LS147、74LS148，译码器74LS138、74LS42，显示译码器74LS47、74LS48，数据选择器74LS153、74LS151的功能及不同之处。2.将十进制数0～9编成二进制代码的电路称为二—十进制编码器。查资料回答以下问题：（1）74LS147属哪种编码器？（2）它有几个输入端和几个输出端？有效输入信号为高电平还是低电平？（3）若输入端全为有效信号输入，则输出的编码是？3.查阅资料，熟悉74LS147、74LS148，译码器74LS138、74LS42，显示译码器74LS47、74LS48，数据选择器74LS153、74LS151、数码管的引脚排列、逻辑功能、应用常识。达到合理选择、会用的目的。4.为使74LS138译码器的第10引脚输出为低电平，请标出各输入端应置的逻辑电平。5.数码管使用注意什么？怎么判断数码管好坏及共阴还是共阳管？技能训练一、10-4线优先编码器74LS147的功能验证按照图示电路用面包板或实验箱接线，其中输入接9位逻辑0-1开关，输出QD、QC、QB、QA接4个串有电阻的LED发光二极管。

检查电路无误后接通电源，按表8-8输入各逻辑电平（开关开为“1”、关为“0”），观