数字电子技术--组合逻辑电路(PPT 48)

第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载数字电子技术第3章组合逻辑电路范立南代红艳恩莉刘明丹中国水利水电出版社第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载第3章组合逻辑电路3.1组合逻辑电路的分析方法3.2组合逻辑电路的设计方法3.3若干常用的组合逻辑电路3.4组合逻辑电路中的竞争-冒险现象第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.1组合逻辑电路的分析方法数字电路分类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合电路逻辑功能特点：任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，而与信号作用前电路原来的状态无关；时序电路逻辑功能特点：任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而与信号作用前电路原来的状态有关。图3-1输入、输出组合逻辑电路的框图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载图3-1中输出变量与输入变量之间可表示为：组合电路的分析步骤：1.由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式；2.对函数式进行化简；3.根据化简后的函数式列真值表，找出其逻辑功能。xxxfyxxxfyxxxfymnnmm,,,,,,2121222111第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-1]试分析图3-3所示电路的逻辑功能，并指出该电路的用途。图3-2例3-1的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载解：1.由逻辑图，写函数式：2.化简得：3.列真值表：ABCCABCBABCAYCABCABY第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.2组合逻辑电路的设计方法组合电路的设计分为：SSI设计和MSI设计，SSI设计的基本单元电路为门电路，MSI设计的基本单元电路为中规模集成电路。组合电路的设计步骤：1.进行逻辑抽象；2.写出逻辑函数式；3.选定设计所用器件的类型；4.化简或变换；5.画逻辑图。第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-2]设计一个三变量的多数表决电路。当输入变量中有两个或两个以上同意时，提议被通过；否则，提议不被通过。解：1.进行逻辑抽象：第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2.写出逻辑函数式：3.选定器件类型为小规模集成电路的设计。4.化简得：5.画逻辑图：ABCCABCBABCAYCABCABY第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.3若干常用的组合逻辑电路3.3.1编码器编码器是能够实现编码功能的电路。1二进制编码器1）二进制普通编码器图3-33位二进制普通编码器的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载逻辑功能：将编成000代码，将编成001代码，…依次类推，将编成111代码。表3-33位二进制普通编码器的真值表I0I1I7第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2）二进制优先编码器图3-43位二进制优先编码器的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载表3-43位二进制优先编码器74LS148的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-3]试用两片74LS148实现一个16线-4线优先编码器，将~16个低电平信号编成1111~0000代码。要求优先级最高。解：A15A0A15A15第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.3.2译码器译码器是能够实现译码功能的电路。1．二进制译码器1）译码器74LS138图3-5中规模集成3位二进制译码器第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载当时，控制端有效，输出函数表达式为：01321SSS，AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAY02701260125012401230122012101201第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载表3-5中规模集成3线-8线译码器74LS138的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-4]试用两片74LS138实现一个4线-16线译码器，要求将4位二进制代码0000~1111分别译成16个低电平信号。解：第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2）用74LS138实现多输出逻辑函数的步骤：a)将待求函数式化成最小项和的形式，并转换成与非-与非式；b)画逻辑图。[例3-5]试用74LS138实现多输出逻辑函数：CBABCBAZCACBAZCBACABCBZ321第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载解：a)将待求函数式化成最小项和的形式：转换成与非-与非式得：mmmmCBACABABCCBACBAABCBAZmmmCBABCACBACACBAZmmmmCBACABCBACBACBACABCBZ76504316521321mmmmmmmmZmmmmmmZmmmmmmmmZ7650765043143165216521321第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载b)画逻辑图：令CABAAA012，，第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2．显示译码器显示译码器:用于驱动显示器的译码器。七段半导体数码管，是由七段独立的发光二极管组成，通过这七段独立的发光二极管的不同点亮组合，来显示０～９十个不同的数字。(a)外形图(b)共阴极(c)共阳极图3-6半导体数码管第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载表3-6七段显示译码器的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载写函数式：化简得：AAAAAAAAAAAAYAAAAAAAAAAAAAAAAYAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAYAAAAAAAAAAAAAAAAYAAAAYAAAAAAAAYAAAAAAAAAAAAY012301201233g0123012301230123f012301230123012301230123e0123012301230123d0123c01230123b012301230123aAAAAAAYAAAAAAAYAAAYAAAAAAAAAYAAAAAYAAAAAAAAYAAAAAAAAY012123g0112023f120e012012012d01223c01201213b13020123a第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载图3-7七段显示译码器7448的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载用七段显示译码器7448直接驱动共阴极的七段半导体数码管的驱动电路：图3-8七段显示译码驱动电路第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载：称为灯测试输入端，低电平有效。当=0时，数码管显示数字8，表明该数码管正常工作；否则，数码管不能正常显示。数码管正常显示时，应令端接高电平。：称为灭零输入端，低电平有效，用于将无效的零灭掉。：称为消隐输入/灭零输出端，均为低电平有效。LTLTRBIRBOBI第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-6]设计一个有灭零控制的10位数码显示系统，要求保留小数点后一位有效数字。解：第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.3.3数据选择器数据选择器：是能够按照给定的地址将某个数据从一组数据中选出来的电路。1.双四选一数据选择器74LS153图3-9双四选一数据选择器74LS153的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载当=0，即控制端有效时实现数据选择功能，输出逻辑函数式：S1DAADAADAADAAY3012011010011表3-7双四选一数据选择器74LS153的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载[例3-7]试用1个双四选一数据选择器74LS153接成1个八选一数据选择器。www.cnshu.cn中国最大的资料库下载解：第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2.八选一数据选择器74LS152图3-9八选一数据选择器74LS152的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载其函数式：DAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAY70126015012240123012201210120012表3-8八选一数据选择器74LS152的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.用数据选择器实现逻辑函数的步骤：1）变换。2）画逻辑图。[例3-8]用四选一数据选择器实现函数。解：1）变换：四选一数据选择器的输出函数式：令，并代入待求函数式得：CABCABZDAADAADAADAAY3012011010011BAAA01，10)(10010110010101100101011010011001AACAACAAAACAACAACAAAACAACAACAACAAAAACCAAACABCABZ第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载令所以可得：2）画逻辑图：Y1Z103210DCDCDD第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.3.4加法器半加：不考虑进位直接把两个二进制数相加。全加：考虑低位来的进位，把两个一位二进制数及低位送来的进位一起相加。1．一位半加器表3-9一位半加器的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载由表3-14，可得出相应的函数式为画逻辑图：BACBABABASii1iiiiiiii图3-10一位半加器的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载一位半加器的逻辑符号：图3-11一位半加器的逻辑符号2．一位全加器表3-10一位全加器的真值表第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载化简后的函数式为：画逻辑图：CBBACACCBACBACBACBASiiiiii1iiiiiiiiiiiiii图3-34一位双全加器74LS183的1/2逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载一位全加器的逻辑符号：图3-12一位全加器的逻辑符号3．串行进位加法器图3-13四位串行进位加法器的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载3.3.5数值比较器数值比较器:能够实现两个二进制数的大小比较功能的电路。1．一位数值比较器表3-11一位数值比较器的真值表写函数式：BABAABBABAYYY）（）（）（BABABA第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载画逻辑图得：图3-14一位数值比较器的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2．4位数值比较器图3-154位数值比较器CC14585的逻辑图第3章组合逻辑电路www.cnshu.cn中国最大的资料库下载输出函数式为：以两片CC14585实现一个8位数值比较器的逻辑图：