電工第三十一講

1、44 組合邏輯電路 邏輯電路按其功能分為: 組合邏輯電路和時序邏輯電路 電路任意時刻的輸出狀態(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)。 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。1組合邏輯電路組合邏輯電路X0X1X2Xn-1Y0Y1Y2Ym-1X0、 X1、 X2 Xn-1輸入變量Y0、 Y1、 Y2 Ym-1輸出變量Y0=f0(X0， X1， X2 Xn-1）Y1=f1(X0， X1， X2 Xn-1）Y2=f2(X0， X1， X2 Xn-1）Ym-1=fm-1(X0， X1， X2 Xn-1）每一個輸出變量是全部或部分輸入變量的函數(shù)：X0X1Xn-1Y

2、0Y1Yn-12一、 組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法（1）根據(jù)給定邏輯圖寫出輸出邏輯函數(shù)表達式 ； 1、組合電路的分析 （2）對邏輯函數(shù)表達式化簡，寫出最簡與或表達式；（3）根據(jù)最簡表達式列出真值表；（4）由真值表來說明電路的具體邏輯功能。3【例1】ABABBABAY0=ABAABB=ABA+ABB=AB+ABY1=ABA BY0 Y1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1邏輯功能：一位二進制加法。 Y0:本位和；Y1：進位位。組合電路如圖所示，分析該電路的邏輯功能。ABY0Y11&4【例2】分析下面組合電路的邏輯功能。Y=SA1A0D3SA1A0D2SA1A0D1SA

3、1A0D0Y=SA1A0D3+SA1A0D2+SA1A0D1+SA1A0D0YD3SD2D1D0A0A1&1115邏輯功能D31 10D21 00D10 100 1D00 00YA1A0S四選一數(shù)據(jù)選擇器A1A0: 選擇控制(地址)D3D2D1D0: 數(shù)據(jù)輸入Y=SA1A0D3+SA1A0D2+SA1A0D1+SA1A0D0S: 使能端(選通端、片選端) 低電平有效YD3SD2D1D0A0A1&1116【例3】分析下面組合電路的邏輯功能。Y1Y2Y311AB111Y1=A+B=A BY3=A+B=ABY2=A+BA+B+=(A+B)(A+B)=AB+ABA B Y10 0 00 1 01 0

4、11 1 0Y2Y3 1 0 0 10 01 0功能: 當 AB 時, Y1=1 當 A=B 時, Y2=1 當 A1116集成全加器芯片74183【例】分析下面由全加器構(gòu)成的組合電路的邏輯功能1Xn2Xn1Yn2Yn1Cn2Cn1Cn-12Cn-11Sn2Sn+VCC地1781474183YA B CD ECn SnAn Bn Cn-Cn SnAn Bn Cn-Cn SnAn Bn Cn-簡化真值表：A B CDE狀態(tài)Y1 1 1 10 0 002個11 1 1個10 01 10 0102個11個1邏輯功能：五人表決電路173、四位串行進位加法器特點：電路簡單，連接方便，但運算速度慢。184

5、、四位并行進位(超前進位)加法器串行進位的延遲級數(shù)與位數(shù)成正比。并行進位則要求所有進位位同時建立產(chǎn)生。需要設(shè)置專用的進位電路來同時產(chǎn)生各位的進位Cn. 進位電路綜合所有低位的加數(shù)、被加數(shù)及最低位進位，使得每個進位狀態(tài)同時產(chǎn)生，稱“超前進位加法器”。19四位并行進位加法器C0F1F2F3F4C4X1Y1X2Y2X3Y3X4Y420集成四位并行進位加法器74283X2Y2C4+VCC地1891674283F2F1X1Y1F3X3Y3F4X4Y4C0用四位加法電路實現(xiàn)四位二進制數(shù)加、減法用四位加法電路實現(xiàn)8421碼到余三碼的轉(zhuǎn)換用四位加法電路實現(xiàn)余三碼到8421碼的轉(zhuǎn)換X1X2X3X4Y1Y2Y3Y

6、4F1 F2 F3 F4C0C47428321三、 編碼器功能：對應(yīng)輸入的每一個狀態(tài)，輸出一個編碼。 二進制編碼器 8421編碼器優(yōu)先編碼器22 補充：數(shù)制與碼制數(shù)制：十進制、二進制、十六進制碼制：X1=+0.1101011（真值）X1=0.1101011符號位（機器數(shù)）X2=0.1011011（真值）X2=1.1011011（機器數(shù)）二進制數(shù)二進制數(shù)的編碼231、原碼X1=+0.1001010X1原=0.1001010X2= 0.1011011X2原=1.1011011X3= X3原=1零的原碼形式+0原=0.00000000原=1.00000002、反碼X1=+0.1001010X1反=0

7、.1001010X2= 0.1011011X2反=1.0100100X3= X3反=零的反碼形式+0反=0.00000000反=1.11111113、補碼X1=+0.1011011X1補=0.1011011X2= 0.1101001X2補=1.0010111X3= X3補=101101100零的補碼形式0補=0.0000000024十進制數(shù)的二進制編碼常用十進制數(shù)碼 十進制數(shù)8421碼2421碼5211碼余3碼格雷碼000000000000000110000100010001000101000001200100010001101010011300110011010101100010401000

8、100011101110110501011011100010001110601101100100110011010701111101110010101000810001110110110111100910011111111111000100有權(quán)碼無權(quán)碼25一) 二進制編碼器1.定義：用n位二進制代碼對2n個信號進行編碼的電路 叫做二進制編碼器示意框圖：二進制編碼器Y0Y1Yn1I0I2n1輸入2n個信號輸出n位二進制代碼I12.特點：任意一時刻只能對一個信號進行編碼，即只 允許一個信號為有效電平（低電平或高電 平），而其余信號為無效電平。26【例】設(shè)計83線二進制編碼器 8個輸入信號分別用I0

9、I7表示，且高電平有效；輸出的三位二進制代碼分別用Y0、Y1、Y2表示。簡化編碼表Y2 = I4 + I5 + I6 + I7Y1 = I2 + I3+ I6 + I7Y0 = I1 + I3 + I5 + I7=I4 I5 I6 I7=I2 I3 I6 I7=I1 I3 I5 I7輸入輸 出I0=1Y2Y1Y00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 1 11 1 01 0 1I1=1I2=1I3=1I4=1I5=1I7=1I6=1A1A0A2Y2Y1Y0Y2I7I6I5I4I3I2I1I011111111&27二)、二十進制編碼器輸入輸 出I0=1I1=1I2=1I3=1I4=

10、1I5=1I6=1I7=1Y2Y1Y00 0 0 00 0 0 1 0 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 1Y3I8=1I9=11 0 0 01 0 0 1Y2 = I4 + I5 + I6 + I7Y1 = I2 + I3+ I6 + I7Y0 = I1 + I3 + I5 + I7+I9Y3 = I8 + I9+VCCRY2Y1Y0I7I6I5I4I3I2I1I0I8I9Y3111128三) 優(yōu)先編碼器1.定義：可以對同時輸入的多個信號中具有優(yōu) 先權(quán)的信號進行編碼的編碼器。優(yōu)先 級別是由編碼者事先規(guī)定好的。2.特點：任意一時刻可以允許多個輸入信號

11、同 時有效。29【例】設(shè)計一個三位二進制優(yōu)先編碼器。優(yōu)先級別為I7 I0輸 入I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0輸 出Y2 Y1 Y0 1 1 10 1 1 1 00 0 1 1 0 10 0 0 1 1 0 00 0 0 0 1 0 1 10 0 0 0 0 1 0 1 00 0 0 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0輸出信號最簡表達式：（略）邏輯圖：（略）30集成優(yōu)先編碼器74148（8線-3線）(1)輸入、輸出均以低電平作為有效信號。 (2)ST使能輸入 (3)YS使能輸出?！半娐饭ぷ?，但無編碼輸入” 1011111111YSX10XXXXX

12、XX01111XXXXXXX1100000000YEX111111110711111111101111111110110111110010111110X01001110XX0011110XXX001010XXXX00010XXXXX0000XXXXXX0Y2Y1Y0 654321ST(4)YEX擴展端?！半娐饭ぷ?，有編碼輸入”31集成優(yōu)先編碼器741487IE1I1I2I543I6IIA01A2AEOGS0I1111111111111111&32【例1】A3 07815若高位片有“0”輸入，高位YS=1,禁止低位片。若高位片無“0”輸入，高位YS=0,低位片工作。輸入 A3 A2 A1 A0I0=01 1