電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分 第五版 康華光)華中科大課件第四章節(jié)

1、1譯碼器的分類：譯碼器的分類： 譯碼譯碼：譯碼是編碼的逆過程，它能將二進(jìn)制碼翻譯成代表某譯碼是編碼的逆過程，它能將二進(jìn)制碼翻譯成代表某一特定含義的信號(hào)一特定含義的信號(hào).(.(即電路的某種狀態(tài)即電路的某種狀態(tài)) )1 1 譯碼器的概念與分類譯碼器的概念與分類譯碼器譯碼器：具有譯碼功能的邏輯電路稱為譯碼器具有譯碼功能的邏輯電路稱為譯碼器。唯一地址譯碼器唯一地址譯碼器代碼變換器代碼變換器將一系列代碼轉(zhuǎn)換成與之一一對(duì)應(yīng)的有效將一系列代碼轉(zhuǎn)換成與之一一對(duì)應(yīng)的有效信號(hào)。信號(hào)。 將一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼。將一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼。 二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器 二二十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器顯示譯碼器顯示譯碼

2、器常見的唯一地址譯碼器：常見的唯一地址譯碼器： 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器23線線8線譯碼器線譯碼器2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y3 3位二進(jìn)制（位二進(jìn)制（3 3線線 8 8線）線）譯碼器的框圖譯碼器的框圖3譯碼器的功能：將每個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)的高、低電譯碼器的功能：將每個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)的高、低電平信號(hào)輸出。平信號(hào)輸出。 當(dāng)使能輸入端當(dāng)使能輸入端EIEI為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只有為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只有其中一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為相反電平。其中一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為相反電平。 4.4.2

3、 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器1 10 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 00 00 01 1Y0Y1I3I2I1I0 1 11 10 01 11 10 00 00 0編碼器功能表編碼器功能表0 00 01 11 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 10 00 0Y3Y2Y1Y0A0A1 1 10 00 01 10 00 00 00 0譯碼器功能表譯碼器功能表42 2線線 - 4- 4線譯碼器的邏輯電路線譯碼器的邏輯電路( (分析）分析） 1 A1 1 1 A0 & & & & E 0Y 1Y 2

4、Y 3Y 011111010110101101100111000011111Y3Y2Y1Y0A0A1E輸出輸出輸輸 入入功能表功能表010AAEY 011AAEY 012AAEY 013AAEY 000110111111111Y3Y2Y1Y0A0A1E輸出輸出輸輸 入入功能表功能表01114.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器5（1） 二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器 x0 x1 xn-1 y0 y1 1 ny EI 使能輸入使能輸入 二進(jìn)制二進(jìn)制譯碼器譯碼器 n 個(gè)輸個(gè)輸入端入端使能輸使能輸入端入端 EI2n個(gè)輸個(gè)輸出端出端設(shè)輸入端的個(gè)數(shù)為設(shè)輸入端的個(gè)數(shù)為n，輸出端的個(gè)數(shù)為，輸出端的個(gè)數(shù)

5、為M則有則有 M=2n2、 集成電路譯碼器集成電路譯碼器4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器6(a.) 74HC139集成譯碼器集成譯碼器 Y0 Y1 Y2 Y3 E A0 A1 A0 A1 0Y 1Y 2Y 3Y E 1/2 74x139 (1. )二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器011111010110101101100111000011111Y3Y2Y1Y0A0A1E輸出輸出輸輸 入入功能表功能表4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器7邏輯符號(hào)說明邏輯符號(hào)說明邏輯符號(hào)框外部的邏輯符號(hào)框外部的符號(hào)，表示符號(hào)，表示外部輸入或輸出信號(hào)外部輸入或輸出信號(hào)名稱，字名稱，字母上面的

6、母上面的“”號(hào)說明該輸入號(hào)說明該輸入或輸出是低電平有效。符號(hào)框或輸出是低電平有效。符號(hào)框內(nèi)部的輸入、輸出變量表示其內(nèi)部的輸入、輸出變量表示其內(nèi)部的邏輯關(guān)系。內(nèi)部的邏輯關(guān)系。 Y0 Y1 Y2 Y3 E A0 A1 A0 A1 0Y 1Y 2Y 3Y E 1/2 74x139 E1 A 11 1 &Y0Y1Y2Y3A0 Y0Y2Y1Y3EA 1A0 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器8(b) 74HC138(74LS138)集成譯碼器集成譯碼器 A0 A1 A2 1E 2E E3 7Y GND VCC 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 0Y 1 2 3 4 5 6 7

7、8 9 10 11 12 13 14 15 16 引腳圖引腳圖示意框圖示意框圖 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器98 8個(gè)譯碼個(gè)譯碼輸出端輸出端74HC138集成譯碼器集成譯碼器邏輯圖邏輯圖3 3個(gè)控個(gè)控制端制端3 3個(gè)編個(gè)編碼碼輸輸入入端端 E3 A0 A1 A2 1 1 0Y 1Y 1 2Y 3Y 1 1 1 1 & & & & & & & & 1 1 1 4Y 5Y 6Y 7Y 2E 1E & &am

8、p; & & & & & & & 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器1074HC138集成譯碼器功能表集成譯碼器功能表2E1E0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YLHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3輸輸 出出輸輸 入入A1A04.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器11

9、2E1E0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YLHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3輸輸 出出輸輸 入入A1A00120AAAY 0121AAAY 0122AAAY 0123AAAY 0125AAAY 0126AAAY 0124AAAY 0127AAAY 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器12 A B C E Y0 Y1 Y7 Y5 Y2

10、 Y6 Y4 Y3 1 1、已知下圖所示電路的、已知下圖所示電路的輸入輸入信號(hào)的波形試畫出譯碼器輸信號(hào)的波形試畫出譯碼器輸出的波形。出的波形。譯碼器的應(yīng)用譯碼器的應(yīng)用 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 A0 +5V E Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 C B A 133 3線線88線譯碼器的線譯碼器的 含三變量函數(shù)的全部最小項(xiàng)。含三變量函數(shù)的全部最小項(xiàng)。Y Y0 0Y Y7 7基于這一點(diǎn)用該器件能夠方便地實(shí)現(xiàn)三變量邏輯函數(shù)?；谶@一點(diǎn)用該器件能夠方便地實(shí)現(xiàn)三變量邏輯函數(shù)。3、用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。、用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏

11、輯函數(shù)。0120AAAY 0m 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 A0 +5V E Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A B C 11mCBAY 77mCBAY 22mBCAY .當(dāng)當(dāng)E3 =1 ，E2 = E1 = 0時(shí)時(shí)4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器147620mmmm 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 7620mmmm ABCAL 用一片用一片74HC138實(shí)現(xiàn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)函數(shù)首先將函數(shù)式變換為最小項(xiàng)之和的形式首先將函數(shù)式變換為

12、最小項(xiàng)之和的形式在譯碼器的輸出端加一個(gè)與非門，即可實(shí)現(xiàn)給定的組合邏輯函數(shù)在譯碼器的輸出端加一個(gè)與非門，即可實(shí)現(xiàn)給定的組合邏輯函數(shù). +5V A B C L & 7620YYYY ABCCABCBACBAL 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器0267mmmm 15123LACABCABCLBCABCLABABC 1345621373235LABCABCABCABCmmmmLABCABCABCmmmLABCABCABCmmm 16Y1Y0Y2Y3Y4Y6Y7Y5A2A1A0E3E2E1&L3L1L2+5VCBA2137L = YYY3235L= YYY16435L

13、=YYYY4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器17 試用試用74HC138設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個(gè)亮，否則視為故障狀路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個(gè)亮，否則視為故障狀態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。 ZR Y GRYRGYG ()()()R Y GRY GGRG YYYG RR R Y GRYGRYGRYGRYGRYGRYG03567mmmmm18 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 +

14、5V R Y G 03567Zmmmmm Z& 03567mmmmm03567YYYYY19數(shù)據(jù)分配器：相當(dāng)于多輸出的單刀多擲開關(guān)，是一種能將數(shù)據(jù)分配器：相當(dāng)于多輸出的單刀多擲開關(guān)，是一種能將從數(shù)據(jù)分時(shí)送到多個(gè)不同的通道上去的邏輯電路。從數(shù)據(jù)分時(shí)送到多個(gè)不同的通道上去的邏輯電路。數(shù)據(jù)分配器示意圖數(shù)據(jù)分配器示意圖 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入 通通道道選選擇擇信信號(hào)號(hào) Y0 Y1 Y7 用用74HC138組成數(shù)據(jù)分配器組成數(shù)據(jù)分配器4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器20用譯碼器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器用譯碼器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器 0 01 10 01 11 10 00 00 01 1 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸

15、入 通道選擇信號(hào)通道選擇信號(hào) Y0 Y1 Y7 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 +5V D4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器21顯示譯碼器顯示譯碼器 脈脈沖沖信信號(hào)號(hào) 計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器 譯譯碼碼器器 驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器 顯顯示示器器 KHz 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器221. 1. 七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器（1 1）最常用的顯示器有：半導(dǎo)體發(fā)光二極管和液晶顯示器。）最常用的顯示器有：半導(dǎo)體發(fā)光二極管和液晶顯示器。 a b c d e f g 共陽極顯示器共陽極顯示器 a b c d e f g

16、 共陰極顯示器共陰極顯示器abcdfge顯示器分段布局圖顯示器分段布局圖4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器23abcdfga b c d e f g1 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1e 共陰極顯示器共陰極顯示器 a b c d e f g 4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器24共陽極共陽極共陰極共陰極YaA3A2A1A0+VCC+VCC顯示顯示譯碼器譯碼器共陽共陽YbYcYdYeYfYg00000000001aebcfgdYaA3A2A1A0+VCC顯示顯示譯碼器譯碼器共陰共陰YbYcYdYeYfYg000011111

17、10 a b c d e f g 共陽極顯示器共陽極顯示器 a b c d e f g 共陰極顯示器共陰極顯示器4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器25顯示顯示譯碼器譯碼器A0A1A2A3YaYbYcYdYeYfYgA3A2A1A0Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 字形字形 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 11 0 0 1 1 1 10 0 1 0 0 1 00 0 0 0 1 1 01 0 0 1 1 0 00 1 0 0

18、 1 0 00 1 0 0 0 0 00 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0共陽共陽 低電平驅(qū)動(dòng)低電平驅(qū)動(dòng)4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器0123456789aebcfgd26aebcfgdA3A2A1A0Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 字形字形 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 11 0 0 1 1 1 10 0 1 0 0 1 00 0 0 0 1 1 01 0 0 1 1

19、0 00 1 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 00 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0A3A2A1A00001111000 01 11 10Ya01001000 00 共陽共陽 低電平驅(qū)動(dòng)低電平驅(qū)動(dòng)4.4.2 譯碼器譯碼器/ /數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器0123456789a312020Y = A + A + A A + A Aa312020Y = A + A + A A + A A274.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器1 1、數(shù)據(jù)選擇器的定義與功能、數(shù)據(jù)選擇器的定義與功能 數(shù)據(jù)選擇的功能：在通道選數(shù)據(jù)選擇的功能：在通道選擇信號(hào)的作用下，將多個(gè)通擇信

20、號(hào)的作用下，將多個(gè)通道的數(shù)據(jù)分時(shí)傳送到公共的道的數(shù)據(jù)分時(shí)傳送到公共的數(shù)據(jù)通道上去的。數(shù)據(jù)通道上去的。 通通道道選選擇擇數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸出出 I0 I1 12 nI 數(shù)據(jù)選擇器：能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路。它的作用數(shù)據(jù)選擇器：能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路。它的作用相當(dāng)于多個(gè)輸入的單刀多擲開關(guān)，又稱相當(dāng)于多個(gè)輸入的單刀多擲開關(guān)，又稱“多路開關(guān)多路開關(guān)” ” 。28 S1 S0 E 1 1 1 I 0 I 1 I 2 I 3 & 1 Y 4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器2 位地址位地址碼輸入端碼輸入端使能信號(hào)輸使能信號(hào)輸入端，低電入端，低電平有效平有效1 1路數(shù)據(jù)輸路數(shù)據(jù)輸出端出端（1 1）邏輯電

21、路）邏輯電路數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入端端4.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器290 0I I0 0I I1 1I I2 2I I3 30 11 01 1（2 2）工作原理及邏輯功能）工作原理及邏輯功能=1=10 0=0=001 1YS S0 0S S1 1E E地址地址使能使能輸出輸出輸輸 入入功能表功能表000I0001I1010I2011I3 S1 S0 E 1 1 1 I 0 I 1 I 2 I 3 & 1 Y 301201101001ISSISSISSISSY 33221100mImImImIY 4.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器3074HC151功能框功能框圖圖D7YYE7474HC151

22、151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S02 2、集成電路數(shù)據(jù)選擇器、集成電路數(shù)據(jù)選擇器8 8選選1 1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器7 74HC151 14.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器312 2、集成電路數(shù)據(jù)選擇器、集成電路數(shù)據(jù)選擇器 E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S0 S1 S2 Y Y 1 1 1 1 1 1 1 & & & & & & & & & & 2個(gè)互補(bǔ)個(gè)互補(bǔ)輸出端輸出端8 路數(shù)據(jù)路數(shù)據(jù)輸入端輸入端1個(gè)使能個(gè)使能輸入端輸入端3 個(gè)地址個(gè)地址輸入端輸入端74HC151的邏輯圖的邏輯圖4

23、.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器32輸輸 入入輸輸 出出使使 能能選選 擇擇YYES2S1S0HXXXLHLLLLD0LLLHD1LLHLD2LLHHD3LHLLD4LHLHD5LHHLD6LHHHD73、74HC151的功能表的功能表0D1D2D3D4D5D6D7D21002101210221032104210521062107YS S S DS SS DS S S DS SS DS S S DS SS DS S S DS SS D iiimDY 70當(dāng)當(dāng)E=1時(shí)，時(shí)，Y=1 。 當(dāng)當(dāng)E=0時(shí)時(shí)4.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器33（1）數(shù)據(jù)選擇器組成邏輯函數(shù)產(chǎn)生器）數(shù)據(jù)選擇器組成邏輯函數(shù)產(chǎn)生器

24、控制控制Di ，就可得到不同的邏輯函數(shù)。，就可得到不同的邏輯函數(shù)。5、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)選擇器74HC151的應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)當(dāng)D0 =D3=D5 = D7=0D1 =D2=D4= D6=1 時(shí)：時(shí)：當(dāng)當(dāng)D0 =D3=D5 = D7=1D1 =D2=D4= D6=0 時(shí)：時(shí)：D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S070iiiYD m 0011223344556677Y = D m + D m + D m + D m + D m + D m + D m + D m1246Ymmmm0357Y = m + m + m + m當(dāng)當(dāng)E=0時(shí)：時(shí)：34 比較比較Y與與L，當(dāng)當(dāng) D3=D

25、5=D6=D7= 1 D0=D1=D2=D4=0時(shí)時(shí)，D7E74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0LYXYZ10Y=L例例1 試用試用8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74HC151產(chǎn)生邏輯函數(shù)產(chǎn)生邏輯函數(shù) XYZYXYZXL ZXYXYZYXYZXXYZYXYZXL Z)Z(Z0 E2SX 1SY 0SZ 7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmY 7653mmmmL 35 試用試用74HC151設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個(gè)亮，否則視為故障狀路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一

26、個(gè)亮，否則視為故障狀態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。 ZR Y GRYRGYG ()()()R Y GRY GGRG YYYG RR R Y GRYGRYGRYGRYGRYGRYG03567mmmmm0033556677m Dm Dm Dm Dm D7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmY 360033556677Z = m D + m D + m D + m D + m D7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmY 比較比較Y與與Z，當(dāng)當(dāng)D0 =D3=D5=D6=D7= 1 D1=D2=D4=0時(shí)時(shí)，Y

27、=ZD7E74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0ZYRYG10373)3)利用利用8 8選選1 1數(shù)據(jù)選擇器組成函數(shù)產(chǎn)生器的一般步驟數(shù)據(jù)選擇器組成函數(shù)產(chǎn)生器的一般步驟將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式將使器件處于使能狀態(tài)將使器件處于使能狀態(tài)地址地址信號(hào)信號(hào)S2、 S1 、 S0 作為函數(shù)的輸入變量作為函數(shù)的輸入變量處理數(shù)據(jù)輸入處理數(shù)據(jù)輸入D0D7信號(hào)電平。邏輯表達(dá)式中有信號(hào)電平。邏輯表達(dá)式中有mi ,則相則相應(yīng)應(yīng)Di =1，其他的數(shù)據(jù)輸入端均為，其他的數(shù)據(jù)輸入端均為0。總結(jié)總結(jié): :4.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器38 0 1 0 0 1 1 0 1 L 74HC

28、151 E S2 S1 S0 Y S2 S1 S0 1 實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 S0 S1 S2 0 00 00 01 10 00 00 01 10 01 11 10 00 00 01 11 10 01 10 01 11 11 11 11 1 L 0 0 0 1 1 0 1 4.3.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器39 CP 0 L 0 0 1 0 0 1 1 1 0 t t 000 001 010 011 100 101 110 111 0 00 01 10 01 10 00 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 01 11 11 1=D

29、1=1=D2=0=D3=0=D4=1=D5=1=D6=0=D7=1（2 2）用）用8 8選選1 1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換并并 入入串串 出出5 5、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)選擇器74HC151的應(yīng)用的應(yīng)用0 00 00 0=D0=0 0 1 0 0 1 1 0 1 L Q2 Q1 Q0 計(jì)數(shù)器 C P 74LS151 D0D1D2D3D4D5D6D7 E N C B A Y 401. 1位數(shù)值比較器位數(shù)值比較器( (設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)) ) 數(shù)值比較器：對(duì)兩個(gè)數(shù)值比較器：對(duì)兩個(gè)1位數(shù)字進(jìn)行比較（位數(shù)字進(jìn)行比較（A、B），以），以判斷其大小的邏輯電路。判斷其大

30、小的邏輯電路。輸入：兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)輸入：兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù) A、B。 輸出：輸出： FBA=1，表示，表示A大于大于BFBABFABA=FBA B0A0 B0A0 = B0A1 = B1A1 = B1A1 = B1010A1 B1FA=BFABA0 B0A1 B1輸輸 出出輸輸 入入FAB = (A1B1) + ( A1=B1)(A0B0)FA=B=(A1=B1)(A0=B0)FAB = (A1B1) + ( A1=B1)(A0B = (A1B1) + ( A1=B1)(A0B0)FA=B=(A1=B1)(A0=B0)FAB = (A1B1) + ( A1=B1)(A0BIABFA B3HLL

31、A3 B2HLLA3 = B3A2 B1HLLA3 = B3A2 = B2A1 B0HLLA3 = B3A2 = B2A1 = B1A0 FBA FBA 低位片低位片 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C0 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C1 0 1 0 FAB FA=B FAB B3A3B0A0B7A7B4A449用用4 4片片74HC85組成組成16位數(shù)值比較器

32、（串聯(lián)位數(shù)值比較器（串聯(lián)擴(kuò)展方式）。擴(kuò)展方式）。 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C0 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C1 FAB FA=B FAB 高位片高位片 輸出輸出低位片低位片B3A3B0A0B7A7B4A4B11A11B8A8B15A15B12A12 0 1 0 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B

33、7 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C0 IAB IAB IA=B FAB FA=B FAB C1 電路的工作速度如何提高？電路的工作速度如何提高？ -并聯(lián)擴(kuò)展方式并聯(lián)擴(kuò)展方式。4.4.4 數(shù)值比較器數(shù)值比較器50 A0 B0 A12 B12 IAB IA=B IAB FAB FAB C3 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A15 B15 A8 B8 A0 B0 IAB IA=B IAB FAB FAB C2 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 A0 B0 A0 B

34、0 IAB IA=B IAB FAB FAB C1 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 IAB IA=B IAB FAB FAB C0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 FAB FAB FA=B C4 IAB IA=B IAB 用用7 74HC85組成組成1616位數(shù)值比較器的并聯(lián)擴(kuò)展方式。位數(shù)值比較器的并聯(lián)擴(kuò)展方式。B3A3B0A0B7A7B4A4B11A11B8A8B15A15B12A12輸出輸出4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路514.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電

35、路1 1 0 11 0 0 1+011010011 A B S C HA FA Ai Bi Ci-1 Ci Si 在兩個(gè)在兩個(gè)1 1位二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，不考慮低位來的進(jìn)位的相加位二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，不考慮低位來的進(jìn)位的相加 -半加半加 在兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，考慮低位進(jìn)位的相加在兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，考慮低位進(jìn)位的相加 -全加全加 加法器分為半加器和全加器兩種。加法器分為半加器和全加器兩種。半加器半加器全加器全加器1 1、半加器和全加器、半加器和全加器兩個(gè)兩個(gè)4 4 位二進(jìn)制數(shù)相加位二進(jìn)制數(shù)相加: :52（1 1） 1 1位半加器（位半加器（Half Adder） 不考慮低位進(jìn)位，將兩個(gè)不考慮低位進(jìn)位，

36、將兩個(gè)1 1位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)A、B相加的器件。相加的器件。 半加器的真值表半加器的真值表 邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式1000C011110101000SBA 半加器的真值表半加器的真值表 A B =1 & C=AB BAS 圖圖4.5.14.5.1（b b） 圖圖4.5.1 (a) & & & & & A B S C BABAS =AB如用與非門實(shí)現(xiàn)最少要幾個(gè)門如用與非門實(shí)現(xiàn)最少要幾個(gè)門? ?ABBABA C = AB 邏輯圖邏輯圖4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路53（2） 全加器（全加器（Full Adder） 111010011001010

37、0全加器真值表全加器真值表 全加器能進(jìn)行加數(shù)、被加數(shù)和低位來的進(jìn)位信號(hào)相加，并全加器能進(jìn)行加數(shù)、被加數(shù)和低位來的進(jìn)位信號(hào)相加，并根據(jù)求和結(jié)果給出該位的進(jìn)位信號(hào)。根據(jù)求和結(jié)果給出該位的進(jìn)位信號(hào)。 0 1 0 1 1 0 1 0 Si Ai Ci-1 Bi 0 0 1 0 0 1 1 1 Ci Ai Ci-1 Bi 111011101001110010100000CiSiCi-1BiAi4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路54 0 1 0 1 1 0 1 0 Si Ai Ci-1 Bi 0 0 1 0 0 1 1 1 Ci Ai Ci-1 Bi 邏輯表達(dá)式（用與或非門實(shí)現(xiàn)）邏輯表達(dá)式（用與或非門實(shí)

38、現(xiàn)）采用包圍采用包圍0 0的方法進(jìn)行化簡得的方法進(jìn)行化簡得 ：11 iiiiiiiCACBBAC Ai Bi Ci-1 1 1 1 Si Ci 1 1 & & 邏輯圖邏輯圖1111 iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS共用了共用了1212個(gè)邏輯門個(gè)邏輯門! !4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路55 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 Si Ai 00 Bi Ci Ci 0 1 01 11 10 Ai Bi Ci 0 1 00 01 10 11 如何用盡少的門電路組成全加器如何用盡少的門電路組成全加器? ? 邏輯圖邏輯圖iiii-1i

39、ii-1ii-1iii-1S = ABC+ABC+ABC+ABCiiii-1S = ABCiiiii-1ii-1C = A B + AC+ BC A i B i =1 & & & C i - 1 =1 S i C i iii-1iii-1(AB )C +(AB )C你能用兩個(gè)半加器加上合適的邏輯門構(gòu)成一個(gè)全加器嗎？你能用兩個(gè)半加器加上合適的邏輯門構(gòu)成一個(gè)全加器嗎？iiiiii - 1iii - 1iiiii - 1C= A B+ A B C+ A B C = A B+ (AB)C4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路 你能用你能用74HC15174HC138設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)全加器

40、全加器嗎嗎? ?56加法器的應(yīng)用加法器的應(yīng)用1110100110010100全加器真值表全加器真值表 111011101001110010100000CiSiCi-1BiAiAi Bi Ci-1有奇數(shù)個(gè)有奇數(shù)個(gè)1時(shí)時(shí)S為為1；Ai Bi Ci-1有偶數(shù)個(gè)有偶數(shù)個(gè)1和全為和全為0時(shí)時(shí)S為為0。-用全加器組成三位二進(jìn)制代碼用全加器組成三位二進(jìn)制代碼奇偶校驗(yàn)器奇偶校驗(yàn)器用全加器組成八位二進(jìn)制代碼用全加器組成八位二進(jìn)制代碼奇校驗(yàn)器，電路應(yīng)如何連接？奇校驗(yàn)器，電路應(yīng)如何連接？4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路57（1 1）串行進(jìn)位加法器）串行進(jìn)位加法器 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3

41、S0 S1 S2 S3 C3 C0 C1 C2 FA0 FA1 FA2 FA3 如何用如何用1 1位全加器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)相加？位全加器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)相加？ A3 A2 A1 A0 + B3 B2 B1 B0 =?低位的進(jìn)位信號(hào)送給鄰近高位作為輸入信號(hào)，采用串行進(jìn)位低位的進(jìn)位信號(hào)送給鄰近高位作為輸入信號(hào)，采用串行進(jìn)位加法器運(yùn)算速度不高。加法器運(yùn)算速度不高。2 2、多位數(shù)加法器、多位數(shù)加法器1 1 0 11 0 0 1+0110100110 04.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路58定義兩個(gè)中間變量定義兩個(gè)中間變量Gi和和Pi ： Gi= AiBi （2 2）超前進(jìn)位加法器）超前進(jìn)位加

42、法器 提高運(yùn)算速度的基本思想：設(shè)計(jì)進(jìn)位信號(hào)產(chǎn)生電路，在輸提高運(yùn)算速度的基本思想：設(shè)計(jì)進(jìn)位信號(hào)產(chǎn)生電路，在輸入每位的加數(shù)和被加數(shù)時(shí)，同時(shí)獲得該位全加的進(jìn)位信號(hào)，入每位的加數(shù)和被加數(shù)時(shí)，同時(shí)獲得該位全加的進(jìn)位信號(hào)，而無需等待最低位的進(jìn)位信號(hào)。而無需等待最低位的進(jìn)位信號(hào)。定義第定義第i 位的進(jìn)位信號(hào)（位的進(jìn)位信號(hào)（Ci ）：）：1 iiiiiiC)BA(BACCi= GiPi Ci-1 1 iiiiCBAS)BA(piii 4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路59 4 4位全加器進(jìn)位信號(hào)的產(chǎn)生：位全加器進(jìn)位信號(hào)的產(chǎn)生：C0= G0+ +P0 C-1 C1= G1+ +P1 C0C1 = G1+ +P

43、1 G0+ P1P0 C-1 C2= G2+ +P2 C1 C2 = G2+ +P2 G1+ P2 P1 G0+ P2 P1 P0C-1 C3= G3+ +P3 C2 = G3+ +P3 （G2+ P2 C1 )=G3+ +P3 G2+P3P2 C1 =G3+ +P3 G2+P3P2 (G1+ P1C0 ) C3 =G3+ +P3 G2+P3P2 G1+ P3P2 P1 (G0+ P0C-1)Gi= AiBiCi= GiPi Ci-1 )BA(piii 60集成超前進(jìn)位產(chǎn)生器集成超前進(jìn)位產(chǎn)生器74LS182 Cn+x Cn+y Cn+z 3P3 Cn & & 1 1 1 1 1

44、 3G2P3 2G3 1P3 1G3 0P3 0GP G& & & & & & & & & & & & 邏輯圖邏輯圖 74LS182 Cn+x Cn+y Cn+z G P Cn G0 P0 G1 P1 G2 P2 G3 P3 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路61超前進(jìn)位集成超前進(jìn)位集成4位加法器位加法器74LS283 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 C1 74HC283 B3 CO S3 S2 S1 S0 7474HC283 3邏輯框圖邏輯框圖 VCC B3 S3 CO

45、 A2 S2 A3 B2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 S1 B0 C1 GND A1 S0 A0 B1 74HC283引腳圖引腳圖4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路6274HC283邏輯框圖邏輯框圖4.4.5 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路 B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 C1 超前進(jìn)位產(chǎn)生電路 C1 & =1 & =1 & =1 & =1 P3 G3 P2 G2 P1 G1 P0 G0 =1 P3 =1 P2 C2 S3 CO C0 =1 P1 C1 =1 P0 S2 S1 S0 C3 634. 4. 超前進(jìn)位超前進(jìn)位加法器加法器74HC283的應(yīng)用的應(yīng)用例例1. 1. 用兩片用兩片74HC283構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)加法器。位二進(jìn)制數(shù)加法器。 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7 74283（2） 74283（1） C1 CO C1 CO S3 S2 S1 S0 S7 S6 S5 S4 0 C7 S3 S2 S1 S0 S3 S2 S1 S0 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 在片內(nèi)是超前進(jìn)位，而片與片之間是