銅陵學院數(shù)字電子技術第章組合邏輯電路

第四章組合邏輯電路4.1組合邏輯電路的分析和設計4.2加法器4.3編碼器

4.4譯碼器

4.5數(shù)據(jù)選擇器

4.6數(shù)值比較器

4.7組合邏輯電路的競爭—冒險

電路特點

功能特點任意時刻的輸出信號只與此時刻的輸入信號有關，不包含有記憶功能的單元電路，組合邏輯電路的特點數(shù)字電路組合邏輯電路時序邏輯電路與信號作用前電路的輸出狀態(tài)無關也沒有反饋電路。4-1組合邏輯電路的分析和設計4.1.1組合邏輯電路的分析方法已知組合邏輯電路寫輸出邏輯函數(shù)式化簡、變換分析其功能填真值表分析其功能一、分析方法二、舉例解：組合邏輯電路如圖，試分析其邏輯功能。2、化簡、變換4、分析邏輯功能1、寫輸出邏輯函數(shù)式為了方便，可借助中間變量P，P=(ABC)'L=AP+BP+CP

=A(ABC)'+B(ABC)'+C(ABC)'3、列真值表當ABC三個變量不一致時，電路輸出為1，否則為0。所以這個電路可稱為“三變量不一致判別電路”。最后得：L=(A'B'C'+ABC)'P01111110

ABCY

000001010

011

100

101

110

1114.2.2組合邏輯電路的設計方法試設計一個三人多數(shù)表決電路，一、設計方法二、舉例1、列真值表解：2、填卡諾圖化簡邏輯函數(shù)00010111

ABCY

000001010

011

100

101

110

11111100001BC0001111001AY用與非門設計邏輯電路根據(jù)功能要求填卡諾圖化簡邏輯函數(shù)列真值表寫最簡與或式用多種基本門設計邏輯電路變?yōu)榕c非與非式要求提案通過時輸出為1，否則為0。（用基本門設計電路）3、輸出函數(shù)式4、用與門、或門設計電路5、用與非門設計電路思考：Y=AB+BC+ACABCYABCYY=AB+BC+AC

Y=(

)'(AB)'(BC)'(AC)'

()'()'

若全部用二輸入與非門設計電路，對應的函數(shù)式如何寫？邏輯圖如何畫？

4-2加法器4.2.1半加器1位半加器的真值表真值表輸出邏輯函數(shù)式邏輯電路圖CO=AB0001101100101001ABSCO∑ABSCO電路框圖ABSCO輸入輸出=A⊕BS=A'B+AB'只能求本位和，不能將低位的進位信號納入計算的加法器為半加器。4.2.2全加器能將低位的進位信號納入計算的加法器稱為全加器4.2.3集成加法器及其應用兩個多位數(shù)相加時每一位都可能出現(xiàn)進位信號，因此，必須使用全加器。一、多位加法器輸入輸出ABCICOSCO∑CIABS0000010100111001011101111位全加器真值表1位全加器輸出表達式：邏輯電路圖（略）電路框圖：00101001100101114位串行進位加法器：10011101111例如做14+7的運算：二、集成加法器串行進位運算速度慢，用超前進位法可提高運算速度。不片接時,芯片74LS283的CI端應接低電平。=(10101)2

=16+4+1=(21)10常用4位超前進位集成加法器有74LS283等。01110(1110)2+(0111)20CO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABS74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO三、加法器的應用加法器常用來進行代碼轉(zhuǎn)換用一片74LS283把8421BCD碼轉(zhuǎn)換成余3碼。解：余3碼=8421BCD+0011余3碼8421BCD碼用一片74LS283,附加必要的門電路將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成2421BCD碼。設計過程見下頁所以：如圖連接即可。74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO例1：例2：0011修正值2、修正電路的設計1、真值表（設計一覽表）74LS283的輸入74LS283的輸出8421BCDA3A2A1A0修正值B3B2B1B02421BCDS3S2S1S0000000010010001101000101011001111000100100000001001000110100101111001101111011110000000000000000000001100110011001100110觀察修正值可知：B3=0；B0=0；B2=B1=（A3A2A1A0）（A3A2A1A0）m5+m6+m7+m8+m9約束項：m10+m11+m12+m13+m14+m15=0解：3、修正電路輸出邏輯表達式已知:B2=B1=m5+m6+m7+m8+m9m10+m11+m12+m13+m14+m15=08421BCD碼修正值2421BCD碼B2=B1=A3+A2A0+A2A174LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICOB2=B1A1A0A3A2000111100000111011XXXXXX00011110連接線路4.3編碼器邏輯功能從輸入信號的內(nèi)容上分，有普通編碼器和優(yōu)先編碼器兩種；將輸入的每一個高、低電平編成二進制代碼或二—十進制代碼。分類從輸出代碼的內(nèi)容上分，有二進制編碼器和二—十進制編碼器兩種。4-3-1普通編碼器特點：任何時刻只允許輸入一個編碼信號，否則輸出將發(fā)生混亂。1、真值表3、輸出函數(shù)式I3I2I1I0Y1Y00011XXXXXXXXXXXX0101XXXXXXXXXXXX0111101111011110000110112、卡諾圖（以兩位二進制編碼器為例）Y1I3I20001111000011110I1I0Y0I3I20001111000011110I1I0Y1=I3I2

Y0=I3I1

“0”有效反碼5、邏輯框圖由邏輯符號知電路特點：4、邏輯圖I3I2I1I06、說明電路中的I0

端可以去掉，所以，I0端叫做“隱含端”。因為當I3I2I1

=111時，電路便可輸出0的兩位代碼00，Y1Y0I3I2I1I0Y1Y04線——2線0編碼有效，輸出兩位二進制反碼。(以兩愿位二覆進制貼編碼備器為友例)特點呈：1.真值篩表輸出我反碼佳。要求援：I3的優(yōu)蚊先權(quán)剪最高帆，I0的優(yōu)冠先權(quán)點最低，0X嚼X償X10X凍X110X11100朋00陵11誤01超1I3I2I1I0Y1Y0“0”有效反碼依次夾，2.卡諾旅圖和訴輸出畏函數(shù)(略)4.財3.厘2優(yōu)先翅編碼述器但是既，電甲路只課對優(yōu)杰先權(quán)千較高裕的一凳個進量行編測碼。允許拐輸入飄端同腐時有營多個惹編碼轎信號邀，一.二進胖制優(yōu)艙先編裕碼器3、邏云輯框瞧圖4、功阻能表YS:選通艘輸出蒼端S:選通畢輸入修端（羞使能貼端）YEX：輸出倡擴展岔端1X書X盟X棗X1001站1惜1護1010有“0”反碼遍輸出附加輝的功戰(zhàn)能端濾有：0珠1置1促1生01須X鏈X哨X暑X尿1疏1餐1牧10腦1家1反1臥1舉1霜1拋0升10燈0攔X債X肺X0蘆1榨0惹X嚇X0國1宵1蚊0浩X輸入輸出0桐0郊1識00囑1民1姿01粥0綱1頭01始1帥1惜0SI3I2I1I0Y0Y1YEXYS1芹11眨111注注意I3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEX二、室二——十進葉制優(yōu)責先編消碼器5.集成斥二進教制編毛碼器（74手LS拌14壘7）二—十進淡制優(yōu)晉先編粱碼器0編碼疤有效輸出84炒21合BC莫D反碼10線—4線（實為9線—4線）沒有I0端，當I9~I1全為1時，址輸出00亦00的反戀碼11游11它是8線—3線優(yōu)臭先編崇碼器0編碼領有效輸出辭三位致二進葬制反回碼集成尼二進極制編醒碼器哭有74考LS芹14滿8I0端是局隱含夠端，三、爪編碼布器功蝕能擴功展試用念兩片4線—2線優(yōu)襖先編歲碼器社，1、電埋路圖（1）片承編碼勤時（2）片臘不工枝作YS1=1S2=1YEX瞇1=0（1）片剃輸入衰全1不編離碼時（2）片腳工作YS1=0S2=0YEX情1=1可編目出111、110、101、100可編機出011、010、001、0002、工作粱原理此時晃，此時唇，Z2=1Z2=0將A7~A08個低電字平信券號編鴉為11傭1~那00稼08個3位二蜜進制聯(lián)代碼山。要求A7的優(yōu)母先權(quán)抬最高修，A0的優(yōu)敢先權(quán)燥最低朝，輸與出原舊碼。（利撫用潔附加斬功能尤端）4-籠4譯碼伯器邏輯悟功能耗：4.棵4.渴1二進恩制譯瞎碼器1、真值柳表常用稻有：A1A0Y3Y2Y1Y01企00稅01桃10恐11漢1向1義01駁0篇1秋11芝1基0錢10秩1藝1鐘1原碼“0”有效一、妖兩位袋二進靜制譯吹碼器2、輸出朗函數(shù)二進族制譯咳碼器甲、二——十進軋制譯戶碼器彼、顯示械譯碼貴器Y3=泉(A1A0)'Y2=竭(A1A0')多'Y1=撐(A1'A0)'Y0=辦(A1'A0')頭'=m3'=m2'=m1'=m0'將輸榜入的刷每個符代碼狗分別餐譯成利高電矛平（冤或低冰電平綿）。S端為窗控制證端（警片選暴端、劍使能地端）當S=0時，庭譯碼醬器工且作；當S=1時，類譯碼膠器禁障止，所有閣的輸永出端虎均為1。A1A0S3、邏輯尿圖4、電路?？驁D1、兩背位二鉤進制霉譯碼敞器二.集成鳴二進郊制譯育碼器2、三晶位二念進制立譯碼喝器3線—8線：74慮LS棄13創(chuàng)8當控走制端S1S2S3=1留00時，學譯碼睡器處茂工作陣狀態(tài)儀，它能斥將三貢位二瓜進制絹數(shù)的甩每個遣代碼分別題譯成僻低電撕平。S1S2S3為其槐它狀撐態(tài)時蛛，譯屢碼器輔禁止譽時，雙2線—4線：74疲LS方13公9所有休輸出沒端都穴輸出合無效澆電平術“1”。歸納:即，n變量服全部短最小擱項的臭譯碼現(xiàn)器。二進伸制譯怕碼器章就是n線—2n線譯劃碼器歇，4-爺4-嫂2二—十進漏制譯鈔碼器常用肝有74慌LS求42，結(jié)構(gòu)穗：4線—1來0線，慚沒有擾片選辦端。A3~A0是輸捆入端默，Y9~Y0是輸脹出端啄。功能駐：能百將84礎21悔BC蜓D碼譯原成對孔應的乖低電歷平。是84毯21矛BC根D碼的影譯碼堪器4-蚊4-頌3顯示街譯碼員器一、拋數(shù)碼逆顯示瞞器由七迫個發(fā)雪光二啞極管掙組成奶的數(shù)研碼顯縮慧示器共叫LE巷D數(shù)碼利管，或LE片D七段軟顯示雷器，炸可以怎顯示穩(wěn)十進狐制數(shù)記。等效列電路:共陽極，共陰極，hagdbcef+Uabcdefgabcdefg需0驅(qū)動需1驅(qū)動LE婚D數(shù)碼饞管外歉形圖二、數(shù)碼鉆顯示鋼譯碼游器為了已使七瘡段數(shù)桌碼管早顯示BC河D代碼吃所表真示的斯十進世制數(shù)困，常用物可以早驅(qū)動共陰蘇極LE經(jīng)D數(shù)碼濟管的顯示都譯碼榨器有74超LS玩24鐮8等。必須潤使用顯示桃譯碼塑器，將BC烘D代碼蔽譯成則數(shù)碼慘管所頃需的柄驅(qū)動歸信號磁。74查LS既24擱8真值冤表輸攏入輸戚出A3A2A1A00粉0前1長00廊0粗0牛10層0沈0訊0a闊b稈c缺d雖e省f梳gabcdefg0111111000110000111110011001111101001001100001110110010111110000011111011111111100001111111011111174音LS害24澇8的邏陷輯符執(zhí)號三個蜂控制省端及浴使用局方法棗：測燈床輸入寄端LT滅零權(quán)輸入它端RB糞I滅燈竄輸入/滅零貿(mào)輸出廉端BI/RBO。1、正任常譯擔碼.電路侍對84世21靈BC塵D進行躁譯碼伏，產(chǎn)搏生相產(chǎn)應的恩驅(qū)動醒信號倆。2、滅生零.當輸柳入為叨十進陳制數(shù)主“0”的二枕進制陪代碼00豎00時，使LT=1，BI/RBO=診1使RB我I=0譯碼換器輸砌出端a～g全為0，使互顯示桿器熄秘滅。3、測咬燈.使LT=0七段謀全亮繪，由莫此可須檢測翻顯示蛇器七冰個發(fā)飽光段幸的好去壞。輸入凳端無岔論輸萄入什疼么代鞠碼，a～g端輸成出都樹全14.喚4.鼓4譯碼蹈器的學應用一、慘譯碼茂器的醉功能未擴展1.按題宮意列3/朗8譯碼大器的宣真值造表利用A2=0：輸飽入輸趟出0現(xiàn)0州01111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111A2A1A0Z3Z2Z1Z0Z7Z6Z5Z4試將畏雙2/秩4譯碼行器74朽LS渣13庫9擴展誰為3/捐8譯碼濟器。0婆0膀10捆1永00監(jiān)1耍11乳0乘01駛0醋11銳1今01局1匙1使S1=0驢,(1浩)電路泉工作贈；使S2=1鎖,(2附)電路融不工陰作。利用A2=1：使S2=0砍,(2編)電路創(chuàng)工作辮；使S1=1趣,(1仿)電路向不工勵作。2.畫電斥路圖A2=敢0時，(1際)片工猶作;可不梨必附貧加非餃門。若譯牌碼器娛有多聲個片未選端,A2=散1時，(2紙)片工衫作.如圖由連接駕電路園即可扁，A2A1A01A0A1A2Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7A3將3/盞8譯碼女器擴夠展成4/敲16譯碼呆器時牲，用n線—2n線的梢譯碼翁器，1）方綢法步沉驟2）注猶意控制丘端的億條件很要滿儉足。函數(shù)離變量員的權(quán)位應與所用圍譯碼趙器輸譯入代響碼的權(quán)位相對應；把原塵函數(shù)慣化為靠最小票項之若和形阻式；根據(jù)欺函數(shù)喇的變盤量數(shù)n，確定促用n線——軟2n線譯黃碼器仔；所用厭譯碼仇器輸含出0有效煮時，耕輸出蜻端應鐵附加與非頌門。二、容譯碼竊器實擺現(xiàn)組豎合邏揪輯函粗數(shù)可產(chǎn)塊生不霞多于n個變毀量的騾任意儉邏輯添函數(shù)治。如果懼用輸墾出0有效追的3線—8線譯有碼器74舊LS符13夠8產(chǎn)生井此函傻數(shù)，例1約：Z=敬A'B'C'+A角B解：則應疑將Z式變?yōu)闃侨缦抡问焦矗涸谧g便碼器到輸出端附加躁與非洗門即到可。Z=沖A'務B'遺C'越+A樓BC劃'+濕AB孕C=m0+m6+m7Z=到m0+m6+m7=(m0'm6'm7')'用譯錄碼器敞產(chǎn)生(互)'(商)'例2：絲式用一片74漏LS迅13葉8實現(xiàn)1位全獎加器候的邏震輯功解能已知1位全坦加器描的邏幫輯表盞達式獲為例3：趟用1片74突LS豎13庭9實現(xiàn)1位全惕加器混的邏接輯功增能。先將嘴雙2/催4譯碼桑器連顆接成3/尤8譯碼醉器，OC(ABCI）()CIBAS7421mmmm+++=在1片74唐LS作13紗8的輸弓出端附加疲兩個色與非冷門即懼可。7653mmmm+++=再產(chǎn)崗生題攏示邏求輯功霧能。(圖略變）4-監(jiān)5數(shù)據(jù)謙選擇階器地址際碼二、癥輸出全函數(shù)粱式三、托邏輯衣圖D20危00腹11泳01霞1D0D1D3A1A0Y數(shù)據(jù)錢選擇每器的拔功能紅是從悶一組逃數(shù)據(jù)購中選著則某雞個數(shù)據(jù)輸出4.采5.童1四選保一數(shù)礙據(jù)選輸擇器YA1A0D3D2D1D0一、虎真值孟表四、輕電路綿框圖殘（附加承控制庫端S）Y=(A1'A0')D0+(A1'A0)D1+(A1A0')D2+(A1A0)D34.說5.冠2集成窯數(shù)據(jù)沖選擇宅器可在膨八位脂數(shù)據(jù)D7~D0中選族擇某亡一位辱。1、74傻LS皂15伙3內(nèi)含雙4選1電路姓，兩個洽地址擱輸入券端A1A0共用模。2、74鈔LS孩15猾18選1數(shù)據(jù)垂選擇瓣器，有三搞位地奏址碼A2A1A0Y=A3'A1'A0'D0+A3'A1'A0D1+A3'A1A0'D2+A3'A1A0D3A3A1'A0'D4+A3A1'A0D5+A3A1A0'D6+A3A1A0D74.刪5.絨3數(shù)據(jù)挪選擇父器的釋應用一、荒數(shù)燒據(jù)選答擇器悲功能裙擴展連接奶線路畝如圖傷。A2當A2=0時，可在D0~D3種選鳥擇某爸個數(shù)悟據(jù)；A1A0可在D4~D7中選沖擇某爺個數(shù)稍據(jù)。當A2=1時，Y試用從一片4選1數(shù)據(jù)贊選擇腐器74達LS滲15吼3組成億一個8選1數(shù)據(jù)托選擇千器。D3D2D1D0D7D6D5D4(1贏)電路恢工作察，(2叮)電路勸工作新，二、滅數(shù)據(jù)乎選擇年器實棍現(xiàn)邏榮輯函士數(shù)例：試用首數(shù)據(jù)乳選擇貸器產(chǎn)援生L=AB偏+B院C+扎ACABC1用數(shù)歸據(jù)選焦擇器史實現(xiàn)愈邏輯辭函數(shù)質(zhì)時，函數(shù)忙式不恭能化臨簡，已化騾簡的音應還愈原L=爛AB眨C'植+A偽'B遙C+堅AB稱'C頃+A題BC?！觫俳猓?、還張原函本數(shù)式2、寫瀉出所守用數(shù)犁據(jù)選潔擇器利函數(shù)揉式三變竄量的鏈函數(shù)睛可用飽四選碼一數(shù)顛據(jù)選排擇器雁實現(xiàn)書。Y=冤A1'A0'D0+A1'A0D1+A1A0'D2+A1A0D3……②3、列把出①、②式的工對應撐關系②

A1

A0

D3

D2

D1

D0①

A

B

1

C

C

04、畫睡電路訓圖根據(jù)笛對應帝關系孤連接械電路L4-粥6數(shù)值呆比較榮器4.慨6.攜1一位拳數(shù)值童比較捉器1、真枕值表2、輸愚出邏勻輯函塞數(shù)4.伶6.賤2多位晶數(shù)值捎比較闊器74波LS宣85是4位二鑄進制窗數(shù)比冬較器電路斬結(jié)構(gòu)勒不同星，擴坦展端傾的用偉法就壯可能鑒不同茫，使命用時籌應加輪以注抵意。3、邏胳輯圖不進租行片清接時穿，其械擴展貝端應存滿足弓：100100100100Y(A恨=B目)A躲BY(A<B)Y(A=B)Y(A>B)0即00阻11澤01練1Y(A>B)Y(A<B)I(A<B)I(A>B)I(A=B)=001ABYA<B=A'鞠B；YA>B=AB之'YA=B=A'響B(tài)'+AB=殖(A'露B+AB斗')'休=(YA<B+裕YA>B)'4-自7組合捐邏輯曬電路竄的競違爭冒惜險現(xiàn)眉象4.內(nèi)7.孟