rmf第四章 組合邏輯電路4.2-4.3

第四章組合邏輯電路2、

常用組合邏輯電路

3、

組合邏輯電路應(yīng)用舉例1、

組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)編碼器譯碼器數(shù)據(jù)選擇器加法器數(shù)值比較器1

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟：組合邏輯電路的分析過(guò)程一般包含以下幾個(gè)步驟：復(fù)習(xí)24.2.1

普通編碼器

4.2.2

優(yōu)先編碼器

4.2編碼器3生活中常用十進(jìn)制數(shù)、文字、符號(hào)等事物4.2編碼器以二進(jìn)制數(shù)碼(0、1)表示用若干個(gè)二進(jìn)制0、1組合表示特定對(duì)象的過(guò)程，稱為編碼。編碼只改變信息的表現(xiàn)形式，不改變信息本身的含義。編碼譯碼對(duì)M個(gè)信號(hào)編碼時(shí)，應(yīng)如何確定二進(jìn)制位數(shù)N？

N位二進(jìn)制代碼可以表示多少個(gè)信號(hào)？

4

編碼原則：N位二進(jìn)制代碼可以表示2N個(gè)信號(hào)，則對(duì)M個(gè)信號(hào)編碼時(shí)，應(yīng)由2N≥M來(lái)確定二進(jìn)制的位數(shù)N。例如對(duì)8個(gè)房間進(jìn)行編碼，最少需要3位二進(jìn)制編碼。

實(shí)現(xiàn)編碼操作的邏輯電路，稱為編碼器。目前經(jīng)常使用的編碼器有普通編碼器和優(yōu)先編碼器兩種。編碼器特定對(duì)象二進(jìn)制代碼54.2.1普通編碼器

定義：任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)有效編碼請(qǐng)求信號(hào)，即只對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼。

以一個(gè)三位二進(jìn)制普通編碼器為例，說(shuō)明普通編碼器的工作原理。圖4-4普通編碼器的方框圖輸入：八個(gè)信號(hào)（對(duì)象）

I0~I7

（二值量）輸出：三位二進(jìn)制代碼

Y2Y1Y0稱八線—三線編碼器6

I0

I1I2

I3I4

I5

I6

I7Y2Y1Y0１０００００００００００１００００００００１００１００００００１００００１０００００１１００００１０００１０００００００１００１０１００００００１０１１００００００００１１１１表4-4編碼器輸入與輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)輸入信號(hào)為1表示對(duì)該輸入進(jìn)行編碼任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼請(qǐng)求表達(dá)式、電路圖？其它輸入取值組合不允許出現(xiàn)，為無(wú)關(guān)項(xiàng)。7由真值表得出各輸出的邏輯表達(dá)式，并利用無(wú)關(guān)項(xiàng)對(duì)其化簡(jiǎn)得：

用門電路實(shí)現(xiàn)邏輯電路：Y2=(I4'?I5'?I6'?I7')'＝I4+I5+I6+I7Y1=(I2'?I3'?I6'?I7')'=I2+I3+I6+I7Y0=(I1'?I3'?I5'?I7')'=I1+I3+I5+I7Y1Y0Y26II1I24IIIII305784.2.2優(yōu)先編碼器在優(yōu)先編碼器中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的有效編碼請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。

優(yōu)先級(jí)別的高低由設(shè)計(jì)者根據(jù)輸入信號(hào)的輕重緩急情況而定。如根據(jù)病情而設(shè)定優(yōu)先權(quán)。9表3-574HC148電路的功能表例：八線—三線優(yōu)先編碼器74HC148S'選通輸入端；

YEX'擴(kuò)展端；

YS'選通輸出端。I0'

I1'

I2'

I3'

I4'

I5'

I6'

I7'Y2'

Y1'

Y0'YS'

YEX'S'說(shuō)明：表中出現(xiàn)的Y2'Y1'Y0'=111三種情況可以用YS'和YEX'的不同狀態(tài)加以區(qū)分。10

74HC148的邏輯功能描述：

(1)編碼輸入端：邏輯符號(hào)輸入端為

，這表示編碼輸入低電平有效。I0'~I7'低電平有效I0'I1'I2'I3'I4'I5'

I6'I7'

優(yōu)先權(quán)最高允許編碼，但無(wú)有效編碼請(qǐng)求11

(2)編碼輸出端：從功能表可以看出，74HC148編碼器的編碼輸出是反碼。Y2'、Y1'、Y0'

Y2

Y1

Y0Y2'

Y1'Y0'

I0'I1'I2'I3'I4'I5'

I6'I7'

12（3）選通輸入端S'：只有在S'=0時(shí)，編碼器才處于工作狀態(tài)；而在S'=1時(shí)，編碼器處于禁止?fàn)顟B(tài)，所有輸出端均被封鎖為高電平。禁止?fàn)顟B(tài)工作狀態(tài)I0'I1'I2'I3'I4'I5'I6'I7'Y2'Y1'Y0'YS'YEX'S'13正在優(yōu)先編碼（4）選通輸出端YS'和擴(kuò)展輸出端YEX'：為擴(kuò)展編碼器功能而設(shè)置。I0'

I1'

I2'

I3'

I4'

I5'

I6'

I7'Y2'Y1'Y0'YS'YEX'S'允許編碼，但無(wú)有效編碼請(qǐng)求14以上通過(guò)對(duì)74HC148編碼器邏輯功能的分析，介紹了通過(guò)MSI器件邏輯功能表了解集成器件功能的方法。要求初步具備查閱器件手冊(cè)的能力。不要求背74HC148的功能表。圖4-574LS148的邏輯符號(hào)

Y2Y1Y0I7I6I5I4I3I2I1I0YSYEXS74HC14815編碼器的擴(kuò)展例：試用兩片74HC148接成16線－4線優(yōu)先編碼器，將A0'~A15'16個(gè)低電平輸入信號(hào)編為0000~111116個(gè)4位二進(jìn)制代碼，其中A15'的優(yōu)先權(quán)最高，A0'的優(yōu)先權(quán)最低。74HC148功能表I0'I1'I2'I3'I4'I5'I6'I7'Y2'Y1'Y0'YS'YEX'S'16YEXY2Y1Y0I7I6I5I4I3I2I1I0YS74HC148（1）SYEXY2Y1Y0I7I6I5I4I3I2I1I0YS74HC148（2）SZ3Z2Z1Z0A15'

A14'

A13'

A12'

A11'

A10'

A9'

A8'

A7'

A6'

A5'

A4'

A3'

A2'

A1'

A0'

編碼輸出的最高位編碼輸出為原碼(2)片無(wú)有效編碼請(qǐng)求時(shí)才允許(1)片編碼圖4-6用兩片74LS148接成的16線—4線優(yōu)先編碼器優(yōu)先權(quán)最高174.2.3二－十進(jìn)制編碼器（對(duì)0~9十個(gè)數(shù)碼進(jìn)行編碼）用一組二進(jìn)制代碼表示0~9十個(gè)數(shù)符，這樣的一組代碼，稱為二－十進(jìn)制代碼，也稱BCD碼。1.二－十進(jìn)制代碼182.二－十進(jìn)制編碼器二－十進(jìn)制編碼器I0I1I9Y3Y2Y1Y00~9→8421BCD碼的電路輸入輸出I9I8I7I6I5I4I3I2I1I0Y3

Y2

Y1

Y000000001000000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000000100011010001010110011110001001真值表194.3.1

二進(jìn)制譯碼器4.3.2

二-十進(jìn)制譯碼器

4.3譯碼器4.3.2

顯示譯碼器

204.3譯碼器

譯碼：編碼的逆過(guò)程，將編碼時(shí)賦予代碼的特定含義“翻譯”出來(lái)。

譯碼器：實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路。常用的譯碼器有：

二進(jìn)制譯碼器二－十進(jìn)制譯碼器顯示譯碼器二進(jìn)制代碼原來(lái)信息編碼對(duì)象編碼譯碼變量譯碼器214.3.1二進(jìn)制譯碼器

輸入：二進(jìn)制代碼（N位）輸出：2N個(gè)，每個(gè)輸出僅包含一個(gè)最小項(xiàng)。

三位二進(jìn)制譯碼器的方框圖3—8線譯碼器：輸入是三位二進(jìn)制代碼、有八種狀態(tài)，每一種狀態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)高、低電平輸出。1.3－8線二進(jìn)制譯碼器22真值表輸入輸出A2A1A0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y000000101001110010111011100000001

00000010

000001000010000100001000010000100000000000000000邏輯表達(dá)式Y(jié)0=A2'A1'A0'=m0Y7=A2A1A0=m7Y1=A2'A1'A0=m1二進(jìn)制譯碼器特點(diǎn)：全部最小項(xiàng)輸出23邏輯圖A2A1A0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0邏輯表達(dá)式Y(jié)0=A2'A1'A0'=m0Y7=A2A1A0=m7Y1=A2'A1'A0=m124A2A1A0Y7'Y6'Y5'Y4'Y3'Y2'Y1'