电子技术ch2组合逻辑电路—80学时XXXX修改版

（3-1）第2章组合逻辑电路§2.1概述§2.2组合逻辑电路分析§2.3利用小规模集成电路设计组合电路§2.4几种常用的中规模组件§2.5利用中规模组件设计组合电路（3-2）§2.1概述逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路现时的输出仅取决于现时的输入除与现时输入有关外还与原状态有关（3-3）§2.2组合逻辑电路分析1、由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。分析步骤：2、用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数进行化简。3、列出输入输出状态表并得出结论。已知电路结构求输入输出之间的逻辑关系（3-4）例：分析下图的逻辑功能。&&&ABFABABBABABABABAFBABABABA11（3-5）ABF001010100111真值表相同为“1”不同为“0”同或门=1BAF（3-6）例：分析下图的逻辑功能。&&&&ABFBAABABBABBAABAFBBAABABBAABA）（）（BABA（3-7）ABF000011101110真值表相同为“0”不同为“1”异或门=1BAF（3-8）例：分析下图的逻辑功能。&2&3&4AMB1F=101被封锁11（3-9）&2&3&4AMB1F=010被封锁1选通电路（3-10）§2.3组合逻辑电路设计已知任务（逻辑）要求求最简单的逻辑电路1、逻辑抽象：分析实际问题的逻辑含义，确定输入和输出变量，列出真值表。分析步骤：2、化简：用逻辑代数或卡诺图对逻辑代数进行化简。3、变换:选择逻辑器件，写出对应的逻辑函数表达式。４、实现：根据逻辑函数表达式和选择逻辑器件画出电路图。（3-11）例：设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。1、逻辑抽象：首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。输出是F，多数赞成时是“1”，否则是“0”。根据题意列出逻辑状态表。ABCF00000010010001111000101111011111逻辑状态表（3-12）ABCF00000010010001111000101111011111逻辑状态表2、逻辑函数式化简：CABCABABCCABCBABCAF（3-13）3、实现：根据逻辑表达式画出逻辑图。CABCABF&1&&ABBCF（3-14）CABCABCABCAB&&&&ABCFCABCABF若用与非门实现变换:实现：（3-15）例：保险柜的三层门上各装有一个开关，当门打开时，开关闭合，要求实现：当任何两层门打开时，报警灯亮。试设计用与非门电路(SSI)实现此功能。1、真值表ABCY00000101001110010111011110000111ABACBCABCBABCAABCCABCBABCAY2、化简3、变换ABACBCABACBCABACBCY４、实现&&&&ABCF（3-16）人们为解决实践上遇到的各种逻辑问题，设计了许多逻辑电路。然而，我们发现，其中有些逻辑电路经常、大量出现在各种数字系统当中。为了方便使用，各厂家已经把这些逻辑电路制造成中规模集成的组合逻辑电路产品。比较常用的有加法器、编码器、译码器、数据选择器和数值比较器等等。下面分别进行介绍。§2.4几种常用的中规模组合逻辑组件（3-17）１、加法器（黑版设计）(1)一位半加器:ABSCO加数被加数和进位本位向高位的不考虑低位进位将两个一位二进制数A和B相加。BABABASABCOABSCO0000011010101101半加器真值表=1&ABSCO半加器电路图（3-18）18CIABSCO0000000110010100110110010101011100111111CIBACIBACIBACIABBACIBABAABCICIBACIBACIBAS)()()(）（CIBAABBCIACIABABCICIBABCIACIABCO)(需考虑低位进位将两个一位二进制数A和B相加。全加器真值表全加和向高位的进位(2)全加器:（3-19）(2)全加器:ABSCOCI加数被加数和进位本位向高位的低位向本位的进位CIBASABCIBACO（3-20）常用芯片：（实验用芯片）2Y2B2A1Y1A1B0C3B3A3Y4A4B4Y4CccUGND74LS28311698例如：10010123AAAAA10000123BBBBB,2CICO2A2B2S1CICO1A1B1S0CICO0A0B0S3CICO3A3B3S3C0000011101233SSSSCSCIBASABCIBACO00000001110001（3-21）２、编码器1）、编码生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。数字电路只能以二进制信号工作。因此，在数字电路中，需要用二进制代码表示某个事物或特定对象，这一过程称为编码。2）、编码器：实现编码操作的逻辑电路。使用编码技术可以大大减少数字电路系统中信号传输线的条数，同时便于信号的接收和处理。例如：一个由8个开关组成的键盘，直接接入：需要8条信号传输线；编码器：只需要3条数据线。（每组输入状态对应一组3位二进制代码）（3-22）对M个信号编码时，应如何确定位数N？N位二进制代码可以表示多少个信号？编码原则：N位二进制代码可以表示2N个信号，则对M个信号编码时，应由2N≥M来确定位数N。例：对101键盘编码时，采用了7位二进制代码ASCⅡ码。27＝128＞101。（3-23）n个二进制代码（n位二进制数）有2n种不同的组合，可以表示N=2n个信号。编码器……N=2n个信号n位二进制数目前经常使用的编码器有普通编码器和优先编码器两种。（3-24）24普通编码器定义：任何时刻只允许输入一个有效编码请求信号，否则输出将发生混乱。举例：以一个三位二进制普通编码器为例，说明普通编码器的工作原理。普通编码器的方框图输入：八个信号（对象）I0~I7（二值量）八个病房呼叫请求输出：三位二进制代码Y2Y1Y0称八线—三线编码器对病房编码（3-25）25I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0１０００００００００００１００００００００１００１００００００１００００１０００００１１００００１０００１０００００００１００１０１００００００１０１１００００００００１１１１编码器输入输出的对应关系设输入信号为1表示对该输入进行编码。任何时刻只允许输入一个编码请求表达式、电路图？其它输入取值组合不允许出现，为无关项。（3-26）263位二进制编码器的真值表I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111输入输出逻辑表达式：76542IIIIY76321IIIIY75310IIIIY≥1≥1≥1Y2Y1Y0I1I2I3I4I5I6I7（3-27）例：用与非门组成三位二进制编码器---八线-三线编码器设八个输入端为I1I8，八种状态，与之对应的输出设为F1、F2、F3，共三位二进制数。设计编码器的过程与设计一般的组合逻辑电路相同，首先要列出状态表，然后写出逻辑表达式并进行化简，最后画出逻辑图。（3-28）I1I2I3I4I5I6I7I8F3F2F10111111100010111111001110111110101110111101111110111100111110111011111110111011111110111真值表86421IIIIF8642IIII87432IIIIF87653IIIIF（3-29）I1I2I3I4I5I6I7I8&&&F3F2F18-3译码器逻辑图（3-30）二---十进制编码器将十个状态（对应于十进制的十个代码）编制成BCD码。十个输入需要几位输出？四位输入：I0I9。输出：F4F1列出状态表如下：（3-31）0输入F3F2F1F0I00000I10001I20010I30011I40100I50101I60110I70111I81000I91001状态表（3-32）0输入F3F2F1F0I00000I10001I20010I30011I40100I50101I60110I70111I81000I9100198983IIIIF76542IIIIF76321IIIIF975310IIIIIF逻辑图略（3-33）优先编码器在优先编码器中，允许同时输入两个以上的有效编码请求信号。当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。优先级别的高低由设计者根据输入信号的轻重缓急情况而定。如根据病情而设定优先权。（3-34）优先编码器：允许同时在n个输入端有多个输入信号有效，编码器只对同时输入的多个信号中优先权最高的一个进行编码。设I7的优先级别最高，I6次之，依此类推，I0最低。3位二进制优先编码器的真值表I7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y01×××××××11101××××××110001×××××1010001××××10000001×××011000001××0100000001×00100000001000输入输出（3-35）12463465671234567345675677024534567234567345676771456745675676772IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIY逻辑表达式I7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y01×××××××11101××××××110001×××××1010001××××10000001×××011000001××0100000001×00100000001000输入输出（3-36）74LS148优先编码器在允许多个输入信号同时有效，只对优先级别最高者编码的编码器。常用的MSI:74LS148(8/3线)74LS148（实验用芯片）功能见01234567YSABC74LS148SS－使能（允许）输入端，低电平有效。YS、YES－使能优先标志输出端，主要用来级联和扩展。YES（3-37）表74LS148电路的功能表八线—三线优先编码器74LS14874LS148的逻辑功能描述：(1)编码输入端：逻辑符号输入端上面均有“—”号，这表示编码输入低电平有效。I0~I7低电平有效允许编码，但无有效编码请求优先权最高（3-39）39(2)编码输出端：从功能表可以看出，74LS148编码器的编码输出是反码。Y2、Y1、Y0（3-40）40（3）选通输入端：只有在=0时，编码器才处于工作状态；而在=1时，编码器处于禁止状态，所有输出端均被封锁为高电平。SS禁止状态工作状态（3-41）41允许编码，但无有效编码请求正在优先编码（4）选通输出端YS和扩展输出端YEX：为扩展编码器功能而设置。（3-42）42图3-574LS148的逻辑符号以上通过对74LS148编码器逻辑功能的分析，介绍了通过MSI器件逻辑功能表了解集成器件功能的方法。要求初步具备查阅器件手册的能力。不要求背74LS148的功能表。（3-43）3译码器译码是编码的逆过程，即将某二进制翻译成电路的某种状态。（1）二进制译码器将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n---2n线译码器。译码器……一组(n)二进制代码一组(N)高低电平信号（3-44）&&&&1Y0Y2Y3YA1A0E(1)2-4线译码器74LS139的内部线路输入控制端输出11111（3-45）74LS139的功能表A1A01XX111100001