电子技术基础与技能-(7)

掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤；能分析简单逻辑电路的逻辑功能；了解组合逻辑电路设计的基本方法和步骤。7.1.1组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析，是指基于逻辑电路图，分析明确该电路的基本功能的过程。理论上讲，逻辑电路图本身就是逻辑功能的一种表达方式，但许多情况下，用逻辑电路图表达的逻辑功能不够直观形象，往往需要将其转化成逻辑表达式或是真值表的形式，以使逻辑更加直观、确定。组合逻辑电路的分析一般可按如图所示步骤进行：化简逻辑表达式最简逻辑表达式逻辑功能真值表列表推导分析（1）根据逻辑电路图，由输入到输出逐级写出逻辑表达式。（2）化简逻辑表达式，得到最简逻辑表达式。（3）根据最简逻辑表达式列出真值表。（4）根据所列真值表，分析确定电路的基本逻辑功能。逻辑电路图逻辑电路的分析步骤7.1.1组合逻辑电路的分析方法分析如图所示三人表决器电路的逻辑功能。第一步：根据电路逐级写出逻辑表达式。第二步：化简逻辑表达式。第四步：从真值表中可以看出三输入中至少有两个或以上的输入为１时，输出才为１，否则输出为０，可知此电路为一少数服从多数的三人表决器。第三步：根据化简后的逻辑表达式列出如下所示的真值表7.1.2组合逻辑电路的设计与组合逻辑电路的分析相反，逻辑电路的设计是根据给定的逻辑功能要求，设计出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计可按如图所示步骤进行：归纳真值表逻辑表达式逻辑电路图合理的逻辑表达式化简分析作图（1）逻辑状态赋值。（2）根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真值表。（3）按真值表写出逻辑表达式。（4）将逻辑表达式化简变换成合理的逻辑表达式。（5）根据化简或变换后合理的逻辑表达式，画出逻辑电路图。功能要求组合逻辑电路的设计步骤7.1.2组合逻辑电路的设计例：某写字楼控制室有3个报警灯：（火警）、（盗警）和（一般业务），按事态轻重缓急要求，有多个报警同时出现时，在同一时间只能有一个信号通过，首先接通的是火警信号，其次为盗警信号，最后是日常一般业务信号。试按照上述要求设计一个信号控制电路。要求用集成门电路74LS00（每片含四个2输入端与非门）实现。0L1L2L（1）逻辑状态赋值按电路设计要求，该电路有三个输出：（火警）、（盗警）和，应该对应有3个输入，分别用、、表示。对于输入，设有信号为逻辑1，没信号为逻辑0。对于输出，设灯亮为逻辑1，灯不亮为逻辑0。0L1L2L0I1I2I（4）这三个表达式已为最简，不需化简。但设计根据要求，需要用非门和与门实现，且L2需用三输入端与门才能实现，不符合设计要求，故将上式转换为与非表达式00IL101IIL2102102IIIIIIL（3）由真值表写出各输出的逻辑表达式00IL101IIL2102IIIL7.1.2组合逻辑电路的分析方法解：（5）画出逻辑电路图如图所示，可用两片集成与非门74LS00来实现。（2）列真值表根据所设计电路功能要求给定的逻辑，列出该电路的真值表。表中“×”表示取任意值，即该项输入对输出不产生影响。熟知编码器的基本功能和常见类型;了解二进制编码器、二－十进制编码器的基本功能和真值表;理解优先编码器的工作特点，掌握二－十进制优先编码器;74LS147的引脚功能及应用方法;了解74LS138的扩展应用。7.2.1二－十进制编码器一、二进制编码器用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路，称为二进制编码器。如图所示为3位二进制编码器示意图，因其有8个输入、3个输出，故也称为8线-3线编码器。二进制编码器按其输入和输出的数量，还有4线-2线编码器、16线-4线编码器等。编码器在任意时刻只能对一个输入信号编码，即8个输入中只能有一个输入有效。7.2.1二－十进制编码器一、二进制编码器3位二进制编码器的真值表如下表所示。根据真值表可以写出逻辑函数表达式上述逻辑函数表达式已为最简与或表达式，可据此画出用或门组成的3位二进制编码器的逻辑电路图。如图所示。7.2.1二－十进制编码器一、二进制编码器将十进制数0～9的10个数编成二进制代码的电路，称为二－十进制编码器。要对10个信号进行编码，至少需要4位二进制代码（），所以二－十进制编码器的输出信号为4位。因为4位二进制代码有16种状态组合，可任意选出10种表示0～9这10个数字；不同的选取方式即表示不同的编码方法，如8421BCD码、2421BCD码、余3BCD码等，在此我们主要介绍最常用的8421BCD编码器。162n7.2.1二－十进制编码器二、二－十进制编码器7.2.1二－十进制编码器二、二－十进制编码器8421BCD编码器的真值表如下表所示。将编码器各输入赋予不同的优先级别，电路运行时，允许同时输入两个或两个以上的信号，但电路只对优先级别高的输入信号编码，对其他输入信号不予考虑，这样的电路称为优先编码器。目前市场供应的集成编码器多为优先编码器。74LS147的实物图和引脚排列如图所示。7.2.2二－十进制优先编码器74LS147是一种常用的8421BCD码集成优先编码器，代用型号有40147等。74LS147的真值表如下表所示。理解译码器的基本功能，熟悉常见类型；了解二进制译码器、二-十进制译码器的基本功能和真值表；了解半导体数码管的基本结构和工作原理；了解典型的译码显示电路；了解74LS138的应用拓展。7.3.1通用译码器一、二进制译码器二进制译码器的功能是将二进制码按其原意翻译成相应的输出信号。二进制译码器有个输入线，个输出线，按其输入和输出的线数，二进制译码器可分为2线-4线译码器、3线-8线译码器和4线-16线译码器等。nn274LS138是一种典型的二进制译码器。其实物图和引脚排列如图所示。7.3.1通用译码器一、二进制译码器7.3.1通用译码器二、二-十进制译码器二-十进制译码器也称为BCD译码器，它的功能是将输入的1位BCD码(4位二进制码)译成10个高、低电平输出信号，因此也称为4－10译码器。常用的二-十进制集成译码器型号有74LS42、T1042、T4042等。74LS42的实物图和引脚排列如图所示，真值表如表所示。7.3.2显示译码器与二进制译码器不同，显示译码器是用来驱动显示器件，以显示数字或字符的中规模集成电路。显示译码器随显示器件的类型而异，与辉光数码管相配的是BCD十进制译码器，而常用的半导体数码管、液晶数码管、荧光数码管等是由7个或8个字段构成字形的，因而与之相配的有BCD七段或BCD八段显示译码器。其组成示意图如图所示。半导体数码管是将七个发光二极管（LED）排列成“日”字形状制成的，如实物图所示，七个发光二极管分别用a、b、c、d、e、f、g这七个小写英文字母表示。发光二极管外加正向电压时导通，发出清晰的光，有红、黄、绿等色，只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。7.3.2显示译码器一、半导体数码管一、半导体数码管7.3.2显示译码器半导体数码管的七个发光二极管的内部接法可分为共阴极和共阳极两种，如图所示。