第12章組合邏輯電路

1、 t 脈沖躍變后的值比初始值高脈沖躍變后的值比初始值高脈沖躍變后的值比初始值低脈沖躍變后的值比初始值低0+3V0-3V0+3V0-3V A0.9A0.5A0.1AtptrtfT 所謂門(mén)就是一種開(kāi)關(guān)，它能按照一定的條件去所謂門(mén)就是一種開(kāi)關(guān)，它能按照一定的條件去控制信號(hào)的通過(guò)或不通過(guò)。控制信號(hào)的通過(guò)或不通過(guò)。 門(mén)電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系門(mén)電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系因果關(guān)系)，所以門(mén)電路又稱為，所以門(mén)電路又稱為邏輯門(mén)電路邏輯門(mén)電路。 基本邏輯關(guān)系為基本邏輯關(guān)系為三種。三種。 電平的高低一般用電平的高低一般用“1”和和“0”兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)區(qū)別，若規(guī)定區(qū)別，若規(guī)定高

2、電平為高電平為“1”，低電平為，低電平為“0”則稱為則稱為正邏輯正邏輯。反之則。反之則稱為稱為負(fù)邏輯負(fù)邏輯。若無(wú)特殊。若無(wú)特殊說(shuō)明，均采用正邏輯。說(shuō)明，均采用正邏輯。100VUCC高電平高電平低電平低電平220V+- Y = A B000101110100ABYBYA邏輯邏輯即：有即：有“0”出出“0”， 全全“1”出出“1”&ABY000101110100ABYBY220VA+- Y = A + B000111110110ABY3. 邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系：邏輯邏輯即：有即：有“1”出出“1”， 全全“0”出出“0”ABY 1000111110110ABY101AY0Y220VA+-R3)

3、邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1AY有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”&ABCY&ABC00010011101111011001011101011110ABYCY=A B C1Y有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”1Y00010010101011001000011001001110ABYCABC 1YABC 1Y=A+B+CABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1BC T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3

4、T4T2+5V T1“1”(3.6V)4.3V鉗位鉗位2.1V“0”(0.3V)輸入全高輸入全高“1”,輸出為輸出為低低“0”1V T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T11V(0.3V)“1”“0”輸入有低輸入有低“0”輸出為輸出為高高“1” 流過(guò)流過(guò) E結(jié)的電結(jié)的電流為正向電流流為正向電流VY 5-0.7-0.7 =3.6V5V00010011101111011001011101011110ABYCY=A B CY&ABC“1”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T1“0”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R

5、4R2R1 T3 T4T2+5V T11V1V&YEBA邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)EN 0 高阻高阻0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 0ABEY1E0EABY 功能表功能表 1 高阻高阻0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 11 1 0 0ABEY0 E1 EABY 功能表功能表&YBA邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)ENE“1”“0”“0”A1 B1AAAA100011AAAAAAAAAA 01AAAAABBAABBACBABCAAA)()(CBACBA )()(CBACBACABACBA)()()()(CABACBA)()(CABABCBCAA)(BCBCA)(1BCA

6、A+1=1 A A=A.110011111100BABABABA列狀態(tài)表證明：列狀態(tài)表證明：AB0001101111100100ABBABABABA0000證明證明：BAAABA)(A+AB = ABAABABAAABBAA)(BABAA)(（3）（4）ABABA)(ABAAB)(（5）（6）下面舉例說(shuō)明這四種表示方法。下面舉例說(shuō)明這四種表示方法。 設(shè)：開(kāi)關(guān)閉合其狀態(tài)為設(shè)：開(kāi)關(guān)閉合其狀態(tài)為“1”，斷開(kāi)為，斷開(kāi)為“0”燈亮狀態(tài)為燈亮狀態(tài)為“1”，燈滅為，燈滅為“0” 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1取取 Y=“

7、1”( 或或Y=“0” ) 列邏輯式列邏輯式取取 Y = “1”(1)由邏輯狀態(tài)表寫(xiě)出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫(xiě)出邏輯式對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于Y=1，一種組合中，輸入變一種組合中，輸入變量之間是量之間是“與與”關(guān)系，關(guān)系， 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1ABCCBACBACBAY 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1YCBA&1CBA例例1：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CABCBACBAABCY)()(BBCABBACCAAC A例例2：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CBCA

8、ABY)(AACBCAABCBACACABABCAABBABAA例例3：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CBACBAABCYABCCBACBAABCACBC CBCBA)(CBCBACBABAABCBACBAY例例4：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)例例5： 化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)DBCDCBADABABCYDBABCDCBAABCDBCDCBAABDBCDCBAB)(DCBCDABCDBCDAB)(DADBCDCBAABCBCDABCDBBA0101BABABABABCA00100m01 11 101m3m2m4m5m7m6mAB000m01 11 101m3m2m4m5m7m6mCD0001111012m12m15m14m8m9m11m10mABC0

9、01001 11 101111 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1ABC001001 11 101111ABCCBACBACBAYABC001001 11 101111ABCCABCBABCAY用卡諾圖表示并化簡(jiǎn)。用卡諾圖表示并化簡(jiǎn)。解：解：1.卡諾圖卡諾圖2.合并最小項(xiàng)合并最小項(xiàng)3.寫(xiě)出最簡(jiǎn)寫(xiě)出最簡(jiǎn)“與或與或”邏輯式邏輯式ABC001001 11 101111解：解：三個(gè)圈最小項(xiàng)分別為：三個(gè)圈最小項(xiàng)分別為：合并最小項(xiàng)合并最小項(xiàng)ABCCBAABCBCACABABC BCACABABACBCY00ABC1001

10、11 101111解：解：CACBYAB0001 11 10CD000111101111DBY CBABCACBACBAY(1)(2)DCBADCBADCBADCBAY解：解：DBAYAB0001 11 10CD000111101DBDBCBAAY111111111確定確定Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B.A. .A BBY1.AB&YY3Y2.反演律反演律反演律反演律ABY001 100111001=A B.A B.Y = AB AB .AB.BAYA B = AB +AB=A B =1ABY邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)=A BABY001 100100111Y&

11、1.BA&C101AA=AC +BCY=AC BC 設(shè)：設(shè)：C=1封鎖封鎖打開(kāi)打開(kāi)選通選通A信號(hào)信號(hào)Y&1.BA&C001設(shè)：設(shè)：C=0選通選通B信號(hào)信號(hào)B=AC +BCY=AC BC(2)應(yīng)用應(yīng)用“與非與非”門(mén)構(gòu)成門(mén)構(gòu)成“或或”門(mén)門(mén)電路電路(1) 應(yīng)用應(yīng)用“與非與非”門(mén)構(gòu)成門(mén)構(gòu)成“與與”門(mén)電路門(mén)電路AY&B&BAY&由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：ABABY由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：BABABAY&YAYBA&AY 由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：BABABAY (取取 Y=“1”( 或或Y=“0”

12、 ) 列邏輯式列邏輯式取取 Y = “1”對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于Y=1， 0 0 0 0 C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1CBACBACBACBAYABCCBACBACBAY BCACBACBACBAABC001001 11 101111 0 0 0 0 C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1YCBA01100111110&1010 開(kāi)工為開(kāi)工為“1”，不開(kāi)工為，不開(kāi)工為“0”； G1和和 G2運(yùn)行為運(yùn)行為“1”，不運(yùn)行為，不運(yùn)行為“0”。0111 0 0 1

13、 0 100011 0 11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0A B C G1 G2ABCCABCBABCA1 GABCCBACBACBA2 GABC001001 11 101111ACBCAB1 G1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G2 100011 0 1ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 GABCCBACBACBA2 G ABC00100111101111A BCA BC&G1G212.4 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組

14、合邏輯電路的設(shè)計(jì)12.4.2 加法器加法器0 0 0 0 11+10101010不考慮低位不考慮低位來(lái)的進(jìn)位來(lái)的進(jìn)位半加器實(shí)現(xiàn)半加器實(shí)現(xiàn)全加器實(shí)現(xiàn)全加器實(shí)現(xiàn)A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1BABABASABC .ABSCABC 輸入輸入-1表示低位來(lái)的進(jìn)位表示低位來(lái)的進(jìn)位AiBiCi-1SiCi1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAS1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAC1ii1iiiiCACBBA1iiiCBA0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1

15、1 0 0 1 1 1 1 11ii1iiiiiCACBBAC1iiiiCBAS&=11CiSi&1BiAiCi-1Si n 位二進(jìn)制代碼有位二進(jìn)制代碼有 2n 種組合，可以表示種組合，可以表示 2n 個(gè)信息。個(gè)信息。編碼器編碼器 0 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I輸入輸入輸輸 出出Y2 Y1 Y0Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4 I5 I6 I7.= I4+ I5+ I6+ I7Y1 = I2+I3+I6+I7 = I2 I3 I6 I7. . .= I2 + I3 + I6+ I7Y0 = I1+ I3+ I5+ I7 = I1 I3 I5

16、I7.= I1 + I3+ I5 + I710000000111I7I6I5I4I3I1I2Y2Y1Y0表示十進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)10個(gè)個(gè)編碼器編碼器 00011101000011110001101100000000111Y3 = I8+I910000000011101101001& 1 1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I998983.IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 7I十鍵十鍵84118411碼編碼器的邏輯圖碼編碼器的邏輯圖+5V&Y3&am

17、p;Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6I7I8I91K 10S001S12S23S34S45S56S67S78S89S9GND 1287654YYIIIII091233CC NYIIIIYU16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 輸輸 入入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0

18、1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1輸輸 出出Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B CCBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0 010000000AABBCC0AS2-42-4線譯碼器線譯碼器ABCD0Y1Y2Y時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S3Y1AAEBECEDE總線總線時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S00總線總線0AS2-42-4線譯碼器線譯碼器ABCDAEBECEDE0Y1Y2Y3Y1A脫離總線脫離總線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0AS 2-4線譯碼器線譯碼器A

19、BCD0Y1Y2Y時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S3Y1AAEBECEDE00脫離總線脫離總線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CT74LS139型譯碼器型譯碼器(a) 外引線排列圖；外引線排列圖；(b) 邏輯圖邏輯圖(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC109161514131211CT74LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1 輸輸 入入 輸輸 出出SA0A1Y0110 0 00 0 11 001 101110 Y1Y2Y3111011101110111CT74LS139型譯碼器型譯碼器S = 0時(shí)譯碼器工時(shí)譯碼器工作作輸出低電平有效輸出低電平有效二二 十十進(jìn)進(jìn)制制代代碼碼gfedcba 由七段發(fā)光二極管構(gòu)成由七段發(fā)光二極管構(gòu)成例：例： 共陰極接法共陰極接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低低電電平平時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)光光高高電電平平時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)光光共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法abcgdefdgfecbagfedcba共陰極接法共陰極接法abcdefgQ3 Q2Q1Q0ag