數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四組合邏輯電路教案

1、第1頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第2頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第3頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第4頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路一一. .組合邏輯電路的特點(diǎn)組合邏輯電路的特點(diǎn) 電路任一時刻的輸出狀態(tài)只決定于該時刻電路任一時刻的輸出狀態(tài)只決定于該時刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路的原狀態(tài)無關(guān)。各輸入狀態(tài)的組合，而與電路的原狀態(tài)無關(guān)。 組合電路就是由門電路組合而成，電路中沒有記組合電路就是由門電路組合而成，電路中沒有記憶單元，沒有反饋通路。憶單元，沒有反饋通路。 每一個輸出變量是全每一個輸出變量是全部或部分輸入變量的函數(shù)：部或部分輸入變量的函數(shù)：L1=f

2、1（A1、A2、Ai）L2=f2（A1、A2、Ai） Lj=fj（A1、A2、Ai） A1A2AiL1L2Lj第5頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路分析過程一般包含分析過程一般包含4 4個步驟：個步驟：組合組合邏輯電路邏輯電路邏輯邏輯表達(dá)式表達(dá)式最簡最簡表達(dá)式表達(dá)式真值表真值表邏輯功能邏輯功能第6頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路ABCP ABCCABCBABCA CPBPAPLC B AABCCBAABCC)B(AABCLALBC00001001010111010011101101111110第7頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路&ABFBAABA BBA BBAA

3、BAF BBAABA BBAABA ）（）（BABA 第8頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 真值表真值表特點(diǎn)：特點(diǎn)：輸入相同為輸入相同為“0”“0”； 輸入不同為輸入不同為“1”“1”。異或門異或門BAF BABAF =1ABF第9頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路1例例3 3：分析下圖的邏輯功能。分析下圖的邏輯功能。 01被封鎖被封鎖1=1BMF&2&3&4A1第10頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路=010被封鎖被封鎖1特點(diǎn)：特點(diǎn)：M=1時選通時選通A路信號；路信號； M=0時選通時選通B

4、路信號。路信號。M&2&3&4AB1F選通電路選通電路第11頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路ABCCABCBABCAL設(shè)計一個三人表決電路，結(jié)果按設(shè)計一個三人表決電路，結(jié)果按“少數(shù)服從多數(shù)少數(shù)服從多數(shù)”的的原則決定。原則決定。（1 1）列真值表：）列真值表：（3 3）化簡。）化簡。（2 2）由真值表寫出邏輯表達(dá)式：）由真值表寫出邏輯表達(dá)式：ALBC0000100001001101001010110111111100 01 11 1001ABC00111010第12頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路（4 4）畫出邏輯圖。）畫出邏輯圖。ACBCABL 如果，要

5、求用如果，要求用與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯電路，就應(yīng)將表達(dá)電路，就應(yīng)將表達(dá)式轉(zhuǎn)換成與非式轉(zhuǎn)換成與非與與非表達(dá)式：非表達(dá)式： 畫出邏輯圖畫出邏輯圖如圖所示。如圖所示。AC BC ABACBCABL第13頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 例例2 2：設(shè)計一個電話機(jī)信號控制電路。電路有設(shè)計一個電話機(jī)信號控制電路。電路有I0（火警）、火警）、I1（盜警）和盜警）和I2（日常業(yè)務(wù)）三種輸入信號，通過排隊(duì)電日常業(yè)務(wù)）三種輸入信號，通過排隊(duì)電路分別從路分別從L0、L1、L2輸出，在同一時間只能有一個信號輸出，在同一時間只能有一個信號通過。如果同時有兩個以上信號出現(xiàn)時，應(yīng)首先接通火通過。如果同時

6、有兩個以上信號出現(xiàn)時，應(yīng)首先接通火警信號，其次為盜警信號，最后是日常業(yè)務(wù)信號。試按警信號，其次為盜警信號，最后是日常業(yè)務(wù)信號。試按照上述輕重緩急設(shè)計該信號控制電路。要求用集成門電照上述輕重緩急設(shè)計該信號控制電路。要求用集成門電路路74007400（每片含（每片含4 4個個2 2輸入端與非門）實(shí)現(xiàn)。輸入端與非門）實(shí)現(xiàn)。解：解：（1 1）列真值表：）列真值表：（2 2）由真值表寫出各）由真值表寫出各輸出的邏輯表達(dá)式：輸出的邏輯表達(dá)式：第14頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路（3 3）根據(jù)要求，轉(zhuǎn)換為與非表達(dá)式：）根據(jù)要求，轉(zhuǎn)換為與非表達(dá)式：（4 4）畫出邏輯圖。）畫出邏輯圖。第15頁數(shù)字電路

7、與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路解：（解：（1 1）根據(jù)題目要求，列出真值表：）根據(jù)題目要求，列出真值表：第16頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0100001000L3 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0000100111L2 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0001010011L1 00 01 11 1000011110A1A0A3A2 0010011101L0第17頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路（3 3）由邏）由邏輯表達(dá)輯表達(dá)式畫出式畫出邏輯圖。邏輯圖。第18頁數(shù)字電路

8、與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A1A00001110110111011011111100Y1Y2Y3Y“”表示表示低電平有效。低電平有效。第19頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路013012011010AAY ,AAY ,AAY ,AAY&1Y0Y2Y3YA1A011112 24 4譯譯碼碼器器A1A0Y0Y3Y2Y1輸出輸出輸入輸入第20頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A1A0111110000111001101101011010111110E0Y1Y2Y3Y&1Y0Y2Y3YA1A0E111112 24 4譯譯碼碼器器A1A0Y0Y3Y2Y1E第21頁數(shù)字電路

9、與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路&Y0&Y1&Y2&Y3&Y4&Y5&Y6&Y7111111&1S1S2S3A0A1A2第22頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A0A1A2S2S3S1Y7GNDVCCYYY2Y3Y4Y5Y612345678910111213141516CT54LS138第23頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 第24頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路用兩片用兩片7474LS138LS138組成組成的的4 4線線1616線譯碼器線譯碼器10Y12Y11Y13Y15Y14Y16Y17Y20Y2

10、2Y21Y23Y25Y24Y26Y27Y74LS138(1)A0A1A2S13S2S0123456774LS138(2)A0A1A2S13S2S01234567D0D1D2D31第25頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路iiiMmYACBCABLABCCABCBABCAL7653mmmm將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式，將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式，再轉(zhuǎn)換成與非再轉(zhuǎn)換成與非與非形式。與非形式。用一片用一片7413874138加一個與非門加一個與非門就可實(shí)現(xiàn)該邏輯函數(shù)。就可實(shí)現(xiàn)該邏輯函數(shù)。1G0A74138G2A2B12AGAY1YYY2YYY73Y4560ABC100L&第26頁數(shù)字電

11、路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路ABCCBACBACBAL74217421mmmmmmmmCABCBABCAF653653mmmmmmCABCBACBACBAG64206420mmmmmmmm第27頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路3121YGYY74138A005Y2AG GY71YY2Y4A6A2BABC100FGL&ABCCBACBACBAL74217421mmmmmmmmCABCBABCAF653653mmmmmmCABCBACBACBAG64206420mmmmmmmm第28頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 如果要使若干片集成芯片輪流工作，方法之一是利用譯碼器的

12、輸出來提供片選信號。()()()()YY1Y2Y3二變量譯碼器A1A01FEEEE第29頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路例：例：利用線譯碼器分時將采樣數(shù)據(jù)送入計算機(jī)。利用線譯碼器分時將采樣數(shù)據(jù)送入計算機(jī)。0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4線譯線譯碼器碼器ABCD三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門AEBECEDE總線總線第30頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4線譯線譯碼器碼器ABCD三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門三態(tài)門AEBECEDE總線總線工作原理工作原理：（以：（以A0A1=00為例）為例）000全為全為1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)脫離總線

13、脫離總線第31頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第32頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路Y01Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0AAA12G2AG1G2B74138D10D0D1D2D3D4D5D6D7數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸入地址選擇信號第33頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路741380Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YA2A1A0SABSCS100DA1A0D0D1D2D30D1D2D3D第34頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第35頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第36頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路9Y5Y6Y7Y8Y3Y0Y2Y1YA3A2A04YA1410譯碼

14、器BCD輸入A2A3A1A0Y0Y1Y3Y2Y4Y5Y6Y7Y8Y9第37頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路9Y5Y6Y7Y8Y3Y0Y2Y1YA3A2A04YA1第38頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路01239012380123701236012350123401233012320123101230AAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAYAAAAY第39頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 常用的數(shù)字顯示器有多種類型，常用的數(shù)字顯示器有多種類型，按顯示方式分，有按顯示方式分，有字型重疊式、點(diǎn)陣式、分段式等。字型重疊式、點(diǎn)陣式

15、、分段式等。 按發(fā)光物質(zhì)分，有半導(dǎo)體顯示器，又稱發(fā)光二極管按發(fā)光物質(zhì)分，有半導(dǎo)體顯示器，又稱發(fā)光二極管( (LED)LED)顯示器、熒光顯示器、液晶顯示器、氣體放電管顯示器、熒光顯示器、液晶顯示器、氣體放電管顯示器等。顯示器等。fabcdegDPCOMdcDPefCOMbag第40頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路COMCOMaabbccddeeffggDPDP第41頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第42頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第43頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第44頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路結(jié)果按結(jié)果按“少數(shù)服從多數(shù)少數(shù)服從多數(shù)”的原則

16、決定。的原則決定。第45頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第46頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路W3X3Y3W3X2Y2W3X1Y1W3X0Y0An=2 , m=4第47頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路GDAADAADAADAAY) (301201101001第48頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路DA0123D10ADDGY1&11111第49頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第50頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第51頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第52頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第53頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合

17、邏輯電路第54頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路l集電極開路輸出的結(jié)構(gòu)如圖1所示，右邊的那個三極管集電極什么都不接，所以叫做集電極開路（左邊的三極管為反相之用，使輸入為“0”時，輸出為“1”）。 第55頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A1A0Y0Y3Y2Y1EVCC第56頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路D0D7EA0A1A2YD0D7EA0A1A2Y&A0A1A2A3D8D15 D0D7 =0D0 D7=1D0 D7Y第57頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路D0D7EA0A1A2YD0D7EA0A1A2Y&A0A2A2A3D8D15 D0D7 =1D

18、8 D15=1D8 D15第58頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第59頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第60頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路ABCCABCBABCALm3+m5+m6+m7ACBCABL 第61頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第62頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路CABCABLBAABFBAABFCFCFCBAABCBAABCBBABCAACCABCABCABL )()( )()()( ，其中第63頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路BAABFBAABF ，第64頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第65頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章

19、 組合邏輯電路第66頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路SSSSSSSSSS10V1k10D7CCC86B52A493第67頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路9898SSSSA76547654SSSSSSSSB第68頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路76327632SSSSSSSSC9753197531SSSSSSSSSSD98SSA 7654SSSSB 7632SSSSC 97531SSSSSD 重新整理得：重新整理得：（3 3）由表達(dá)式）由表達(dá)式畫出邏輯圖：畫出邏輯圖：SSSSSSSSSS0123456789VCC1k10&A&BC&D&第6

20、9頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路SSSSSSSSSS0123456789ABCDGS&1VCC1k10第70頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路輸 入輸 出0A21AA1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 11I2I546II03I7III0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1編碼器真值表第71頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路

21、76542IIIIA 76321IIIIA 75310IIIIA A&1&A0A21I1I11131I1II52011I674II第72頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第73頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路7IEII1I2I543I6IIA01A2AEOGS0I1111111111111111&第74頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第75頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第76頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路 0I1I2I3I4I5I6I7IA2A1A0GSEOEI74148(2)I01I2II3I4I56I7IA21A0AGSEO

22、EI74148(1)1X2XX560X7XX3XX4X14915X813XX10XX1112XXGSY0Y1Y2Y3EOEI0&第77頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路72I0I1A6I5I4II3I0I74148AEIEOGS21AII457I162III03II11I98IY0Y1Y2Y3&GGGG1234第78頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第79頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路輸輸入入 輸輸出出 A B AB A=B AB 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 BABA ”“ABBABA ”“BABA ”“

23、第80頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路BABA ”“ABBABA ”“BABA ”“第81頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第82頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第83頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第84頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第85頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第86頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路BAE)ba)(ba)(ba)(ba(00112233112233223333)()(babababababaS 00112233)()(babababa SEL第87頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第88頁數(shù)字電路與數(shù)字邏

24、輯第四章 組合邏輯電路第89頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第90頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第91頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第92頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第93頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路A B C S 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 BABABAS ABC =1&ABSC半加器半加器ABCS第94頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路an bn cn-1 sn cn 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1

25、 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1nnnnnnnnnnnc )baba(c )baba(s nn1nnnnnnbac )baba(c 第95頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路1n1n1nnnnnnnnnnncscsc )baba(c )baba(s nn1nnn1nnnnnnbascbac )baba(c nnnnbabas ,bann nnnnbabas anbncn-1sncn全加器全加器半加器半加器半加器半加器 1anbncn-1sncnsscc第96頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路114SN74LS1831an1bn1cn-11cn1sn2cn-12cn2sn2an

26、2bnUccGND第97頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路D1bncn-1sncn全加器全加器anbncn-1sncn全加器全加器anA2A1B2B1D2C串行進(jìn)位串行進(jìn)位第98頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路D3bncn-1sncn全加器全加器anA3B3cn-1bnsncn全加器全加器anA4B4D4Ccn-1D2bnsncn全加器全加器anA2B2D1bncn-1sncn全加器全加器anA1B1第99頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiBAGBAPCPCBACBACBACBACBASGCPC

27、BACBACBACBAC11111111111Ci-1SiAiBi&Ci=1&1=1PiGiiiiiiiABCBAC1第100頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路iiiGCPC1i32312301231012332332120121012212210110110110100GGPGPPGPPPCPPPPGCPCGGPGPPCPPPGCPCGGPCPPGCPCGCPCBAGBAPiiiiii第101頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路P3G3P0G0C0S3S2S1S0A0 B0A1 B1A2 B2A3 B3全加器全加器全加器全加器C-1超前進(jìn)位形成邏輯P1G1C1P2G

28、2C2C-1C3第102頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第103頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路8.4.2.1BCD 碼碼 DCBA 余余 3 碼碼 Y3Y2Y1Y0 0000 0011 0001 0100 0010 0101 0011 0110 0100 0111 0101 1000 0110 1001 0111 1010 1000 1011 1001 1100 第104頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第105頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路第106頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路21PPF異或門真值表異或門真值表 P1 P2 F 1 的總個數(shù) 0 0 0 1 1 0 偶數(shù) 0 1 1 1 0 1 奇數(shù) 第107頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路987654321PPPPPPPPPQOD第108頁數(shù)字電路與數(shù)字邏輯第四章 組合邏輯電路QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9QODP1P2P3P4P8P7P6P5P9P1P2P9P10P11P17