組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)

1、關(guān)于組合邏輯電路的分析與設(shè)關(guān)于組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)計(jì)第一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片第三章第三章組合邏輯電路的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)數(shù)字電路系統(tǒng)分為兩大類：數(shù)字電路系統(tǒng)分為兩大類： 組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路。組合邏輯電路組合邏輯電路：是指電路的輸出只與當(dāng)時(shí)的輸入有關(guān)，而與電路以前的狀態(tài)無(wú)關(guān)。時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路：指電路的輸出不僅與當(dāng)時(shí)的輸入有關(guān)，還與電路以前的狀態(tài)有關(guān)。第三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1、電路中不存在輸出到輸入的反饋網(wǎng)絡(luò)，因此輸出狀態(tài)不影響輸入狀態(tài)。2、電路中

2、不包含存儲(chǔ)信號(hào)的記憶元件，它一般是由各種門(mén)電路組合而成。第四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析由組合邏輯電路圖求其邏輯功能的過(guò)程稱為組合邏輯組合邏輯電路的分析電路的分析。分析的任務(wù)：分析的任務(wù)：根據(jù)給定的組合電路，寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式，確定其輸入與輸出的關(guān)系，并以此來(lái)描述它的邏輯功能，必要時(shí)對(duì)其設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行評(píng)定。第五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)分析組合邏輯電路的步驟分析組合邏輯電路的步驟：1）、根據(jù)邏輯電路圖寫(xiě)出輸出函數(shù)的表達(dá)式；2）、對(duì)表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)或變換，求最簡(jiǎn)式；3）、列出輸

3、入和輸出變量的真值表；4）、說(shuō)明電路的邏輯功能。第六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片邏輯電路圖邏輯函數(shù)表達(dá)式真值表邏輯功能最簡(jiǎn)表達(dá)式第七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)例：分析下圖給定的組合電路。ACBACFP1P2P3P4B&1第八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)解：逐一寫(xiě)出各輸出端的邏輯函數(shù)表達(dá)式：ABCP 1ABCAPAP12ABCBPBP13ABCCPCP14ABCCABCBABCAPPPF432CBAABCCBAABCF)(第九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)從上面的表達(dá)式可以看出，原來(lái)的電路圖并不是

4、最簡(jiǎn)的，最簡(jiǎn)電路圖如右。&ACB1F1CBAABCFACBACFP1P2P3P4B&1第十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)列出真值表如右：由真值表可知, 當(dāng)A、B、C取相同值時(shí), F為1, 否則F為0。所以該電路是一個(gè)“一致性電路”?？捎糜谂袛噍斎胱兞康闹凳欠裣嗟?。A B C F0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110000001第十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合電路的設(shè)計(jì)與組合電路的分析是一個(gè)互為相反的過(guò)程。根據(jù)給定

5、的邏輯要求，給出實(shí)現(xiàn)該功能的組合邏輯電路圖的過(guò)程稱為組合電路的設(shè)計(jì)組合電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：根據(jù)給定要求的文字描述或邏輯函數(shù)，在特定條件下，找出用最少的邏輯門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)給定邏輯功能的方案，并畫(huà)出邏輯電路圖。第十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)組合電路是由各種單元門(mén)電路組成，它的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：（1）、根據(jù)邏輯功能的要求，列出輸入和輸出變量的真值表；（2）、由真值表列出邏輯函數(shù)表達(dá)式；（3）、將邏輯函數(shù)式進(jìn)行化簡(jiǎn)或變換，得到所需的最簡(jiǎn)表達(dá)式；（4）、按照最簡(jiǎn)表達(dá)式畫(huà)出邏輯電路圖。(在工程實(shí)踐中，化簡(jiǎn)和變換的目的是利用指定的器件或手頭現(xiàn)有器件來(lái)實(shí)現(xiàn)給定的邏輯功

6、能)。第十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)例：用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)三變量“多數(shù)表決電路”。解：第一步：建立真值表；首先進(jìn)行邏輯假定：輸入即表決者, 共有3個(gè), 分別用A、B、C表示, 并設(shè)“同意”為1，“反對(duì)”為0；輸出即決議是否通過(guò), 用F表示, 并設(shè)“通過(guò)”為1, “否決”為0。第十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111第十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第二步：寫(xiě)出“最小項(xiàng)之和”表達(dá)式：F(A,

7、B, C)=m(3,5,6,7)第三步：化簡(jiǎn)100 01 11 1001ABC111第十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)形式；根據(jù)上面的函數(shù)表達(dá)式，可以畫(huà)出電路圖。第十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)例：設(shè)計(jì)一個(gè)一位全加器。第一步：建立真值表要完成一位“被加數(shù)”與“加數(shù)”及低位送來(lái)的“進(jìn)位”三者相加，產(chǎn)生“本位和”及向高位的“進(jìn)位”，因此共有3個(gè)輸入，2個(gè)輸出，實(shí)現(xiàn)這種功能的電路稱為全加器。設(shè)“被加數(shù)”，“加數(shù)”和低位來(lái)的“進(jìn)位”分別為Ai， Bi，Ci

8、-1輸入。本位“和”與向高位的“進(jìn)位”分別為Si，Ci輸出。第十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)Ai Bi Ci-10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Si Ci 0 01 01 00 11 00 10 11 1AiBiCi-1+ Ci Si第二十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第二步：寫(xiě)出“最小項(xiàng)之”表達(dá)式；Si=(1,2,4,7)Ci=m(3,5,6,7)第三步：化簡(jiǎn)并轉(zhuǎn)換成適當(dāng)形式；第二十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第四步：畫(huà)出電路圖；第二十二頁(yè)，

9、共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 編碼器編碼器組合電路的特點(diǎn)是電路的輸出信號(hào)僅與該時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)而與電路原來(lái)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)。常見(jiàn)的組合電路有編碼器、譯碼器、數(shù)字分配器和數(shù)字選擇器等。一、概述一、概述代碼信號(hào)譯碼編碼代碼信號(hào)代碼信號(hào)譯碼編碼第二十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)編碼編碼將某一特定的輸入邏輯信號(hào)變換為二進(jìn)制代碼輸出。是將輸入的每一個(gè)高、低電位信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的是將輸入的每一個(gè)高、低電位信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出代碼輸出代碼。用輸出的數(shù)碼信號(hào)表示相應(yīng)的輸入信號(hào)，可便于對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送和運(yùn)算等處理。通俗地講“編碼”

10、是指用若干數(shù)字或文字符號(hào)按照預(yù)先的約定（又稱規(guī)定或定義）表示特定對(duì)象的過(guò)程。例如電信局給某用戶編制了一個(gè)電話號(hào)碼3245110，實(shí)際上就是把這個(gè)用戶用代碼3245110表示出來(lái)，這就是編碼。第二十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)編碼功能的邏輯電路稱為編碼器編碼器。從具體表現(xiàn)形式可以認(rèn)為：編碼器是將某一時(shí)刻僅一個(gè)輸入有效的多輸入變量的情況用較少的輸出狀態(tài)組合表達(dá)出來(lái)的一種器件。第二十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)二、四線二、四線二線編碼器二線編碼器即四輸入二輸出編碼器；設(shè)用高電位作輸入信號(hào)，在任一時(shí)刻只能有一個(gè)輸入端的電位為有

11、效電位（高電位 ）。第二十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)兩位二進(jìn)制數(shù)有四種不同狀態(tài)，可以對(duì)應(yīng)不同輸入信號(hào)。輸入輸出對(duì)應(yīng)情況如上表；將輸入的每一個(gè)高電位信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出代碼。由上面的真值表可以寫(xiě)出邏輯表達(dá)式如下：Y1= I0 I1 I2 I3+I0 I1 I2 I3Y0= I0 I1 I2 I3+I0 I1 I2 I3第二十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)電路如下：&1Y1&1Y01111I0I1I2I3第二十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)如果沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)，怎么表示呢？三、

12、按鍵式三、按鍵式8421BCD8421BCD碼編碼器碼編碼器二一十進(jìn)制編碼器是將十進(jìn)制的09十個(gè)信號(hào)分別編成BCD碼。輸入輸入：10個(gè)按鍵(I0I9)分別代表09十個(gè)數(shù)碼信號(hào)，0電平輸入有效（一般在輸入變量上加上劃線）。輸出輸出：4個(gè)輸出(A, B, C, D)代表8421碼的四位。第二十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)由8421編碼器的真值表可見(jiàn)：編碼工作時(shí)，任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入信號(hào)為0進(jìn)行編碼，即以輸入信號(hào)0電平為有效信號(hào)進(jìn)行編碼。說(shuō)明：對(duì)應(yīng)每一個(gè)輸入信號(hào)Ii=0, 有一個(gè)相應(yīng)的8421代

13、碼ABCD輸出。所有輸入均為1時(shí)，ABCD=0000，為無(wú)效編碼，則標(biāo)志 S=0；I0=0, 其他均為1時(shí)，ABCD=0000，為有效編碼，則標(biāo)志S=1；第三十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)由于輸出標(biāo)志S要區(qū)分兩種輸入情況(I9I0=1和只有I0=0)的輸出都是ABCD=0000，因此寫(xiě)S的函數(shù)時(shí)，可直接以A,B,C,D和I0為輸入來(lái)寫(xiě)出由于輸入信號(hào)的排它性，當(dāng)有一個(gè)為0時(shí)，其它必為1第三十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路

14、第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)四、優(yōu)先編碼器四、優(yōu)先編碼器對(duì)于多個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)，在處理時(shí)有一個(gè)輕重緩急的問(wèn)題，如同時(shí)按下鍵，同時(shí)有多個(gè)中斷請(qǐng)求等等；推廣到信號(hào)處理上便是優(yōu)先編碼的問(wèn)題。優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器就是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入有效時(shí)，僅對(duì)優(yōu)先級(jí)高的輸入進(jìn)行編碼。第三十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)類推，其優(yōu)先關(guān)系為：I3I2I1I0；其邏輯函數(shù)表達(dá)式為：Y1=I2I3+I3Y0=I1I2I3+I3由于有一些無(wú)關(guān)因子（均取1），表達(dá)式比前面的非優(yōu)先編碼器簡(jiǎn)單。五、集成優(yōu)先編碼器五、集

15、成優(yōu)先編碼器第三十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第三十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)其中：I0I7：編碼器輸入端（低電平有效）；A0A2：編碼器輸出端（低電平有效，加下劃線）；EI：輸入使能信號(hào)端（低電平有效）； EO：輸出使能端； GS：片優(yōu)先編碼輸出端（低電平有效）；當(dāng)使能輸入EI=1時(shí)，禁止編碼，輸出A2、A1、A0全為1，EO、GS均為1，不論8個(gè)輸入端為何種狀態(tài)，編碼器均處于非工作狀態(tài)。而當(dāng)EI=0時(shí)，允許編碼，在I0I7輸入中，I7輸入優(yōu)先級(jí)最高

16、，其余依次為I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0，I0輸入端等級(jí)最低。第四十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)具體工作方式是：當(dāng)有兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)碼輸入時(shí)，總是優(yōu)先對(duì)出現(xiàn)的最高級(jí)數(shù)碼進(jìn)行編碼；而不管其它數(shù)碼輸入與否；如出現(xiàn)7#=0，則60無(wú)論哪一個(gè)再出現(xiàn)0，均不起作用，此優(yōu)先編碼器只對(duì)7#進(jìn)行編碼，輸出A2、A1、A0為000（7的反碼）。第四十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)輸出使能端EO在允許編碼，而本片又沒(méi)有編碼輸入時(shí)為0；其它情況為高電平（由輸入狀態(tài)決定的）；片優(yōu)先編碼輸出端GS在允許編碼，且有編碼輸入信號(hào)時(shí)為0；允許編碼，

17、而又沒(méi)有編碼輸入時(shí)為1；不允許編碼時(shí)也為1（由輸入狀態(tài)決定的）；第四十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 譯碼器與數(shù)據(jù)分配器譯碼器與數(shù)據(jù)分配器譯碼譯碼：將具有特定含義的輸入代碼譯成(轉(zhuǎn)換成)相應(yīng)的輸出信號(hào)，以此輸出信號(hào)來(lái)識(shí)別輸入的代碼。通俗地講，將每個(gè)輸入代碼譯成對(duì)應(yīng)一根輸出線上的高、低電位信號(hào)。實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路稱為譯碼器譯碼器。第四十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)（如馬路信號(hào)燈的控制：輸出信號(hào)端分別對(duì)應(yīng)一組燈泡，輸入端為燈泡序號(hào)）。根據(jù)譯碼的需要，如果有N個(gè)輸入端，則有2N個(gè)信號(hào)輸出端。輸入：一組二進(jìn)制代碼。輸出：

18、一組高低電平信號(hào)。第四十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)一、二一、二 四譯碼器四譯碼器設(shè)用低電位作輸出信號(hào)，對(duì)應(yīng)每個(gè)輸入代碼有一個(gè)輸出端的電位為有效電位（低電位 ）。兩位二進(jìn)制數(shù)，控制四個(gè)燈泡。第四十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)輸 入輸 出EIABY0Y1Y2Y3111110000111001101101011010111110第四十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)2位二進(jìn)制代碼可以譯出4個(gè)不同的輸出信號(hào)；另外還有一個(gè)使能信號(hào)輸入端，當(dāng)使能輸入端為有效電平（低電平）時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只有一

19、個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為非有效電平。由上面的真值表可以推出下列的表達(dá)式：Y0=EIAB Y0=EIAB同理可得：Y1=EIAB Y2=EIAB Y3=EIAB第四十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第四十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)二、三二、三八譯碼器（八譯碼器（7413874138集成譯碼器）集成譯碼器）74138是三位二進(jìn)制譯碼器，又稱3-8譯碼器，即把三位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的8個(gè)輸出信號(hào)。每一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)三位二進(jìn)制代碼。有三個(gè)信號(hào)輸入端：A、B、C，共有八種不同的組合；對(duì)應(yīng)8個(gè)輸出號(hào)信端 (低電平有效)：Y0

20、、Y1、Y2Y7；另外，還有3個(gè)譯碼使能控制信號(hào)(為增強(qiáng)譯碼器的功能)：G1、G2A、G2B；當(dāng)G1為1，且G2A、G2B均為0 時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)(即選通)， 將8個(gè)三位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)成相應(yīng)的8個(gè)輸出(注意：輸出為低電平有效，即Y=0)。而對(duì)于這三者的其它狀態(tài)，譯碼器均處于非工作狀態(tài)。第四十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第五十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片輸 入輸 出G1G2AG2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7111111111111111111011111111100000011111111000011011111110001011011111100011

21、1110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110第五十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)由上述的真值表，可以推導(dǎo)出每個(gè)輸出端的函數(shù)表達(dá)式：Y0=G1G2AG2BCBA Y0=G1G2AG2BCBA第五十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第五十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)三、三、84218421碼二一十進(jìn)制譯碼器碼二一十進(jìn)制譯碼器輸入為8421碼，即有4個(gè)輸入(A3A2A1A0)，輸出有10個(gè), 分別表示十進(jìn)制數(shù)的十個(gè)數(shù)碼

22、09。第五十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第五十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)一個(gè)8421碼，有一個(gè)輸出Yi=0，對(duì)于任一非8421碼(10101111)， 則所有輸出Y=1。第五十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)四、四、7 7段數(shù)顯譯碼器段數(shù)顯譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將所表示的數(shù)字量直觀地顯示出來(lái)，其作用：供人們讀取處理的結(jié)果，監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況，7段數(shù)顯譯碼器就是要解決這個(gè)問(wèn)題。第五十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)1 1、七段數(shù)碼顯示器、七段數(shù)碼

23、顯示器七段數(shù)碼顯示器就是常見(jiàn)的一種顯示數(shù)碼信號(hào)的有用工具，其主要工作原理：數(shù)碼由同一平面上若干段發(fā)光的筆劃（如發(fā)光二極管，熒光數(shù)碼管）組成。如下頁(yè)的圖，分別標(biāo)以abcdefg，有選擇性地使各段亮或熄，可得到要求的顯示符號(hào)（即以不同發(fā)光段的組合表示不同的數(shù)碼）。例如要求顯示9， 則a， b， c， f， g應(yīng)亮，其他段應(yīng)熄。用這七段的不同組合表示015的數(shù)字符號(hào)； 第五十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第五十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)2 2、7 7段數(shù)顯譯碼器段數(shù)顯譯碼器七段數(shù)碼顯示器的前級(jí)電路是七段數(shù)顯譯碼器；從整 個(gè)工作流

24、程來(lái)看，先譯碼，再顯示；7段數(shù)顯譯碼器的輸出應(yīng)有7個(gè)，分別送給七段數(shù)碼顯示器的7個(gè)段：a、b、c、d、e、f、g，輸出高電平有效，使對(duì)應(yīng)的段發(fā)亮。輸入是四位二進(jìn)制代碼，所以有4個(gè)(A3A2A1A0)；為增加器件功能，顯示譯碼器件設(shè)置有三個(gè)輔助功能控制信號(hào)：LTLT，RBIRBI，BI/RBOBI/RBO；第六十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)、LT為測(cè)試輸入端，用來(lái)檢查顯示器的7段是否都能正常工作。、RBI為滅零輸入端，用來(lái)熄滅無(wú)意義0的顯示。、BI/RBO為熄滅輸入端/滅零輸入端，其作用是，不需要觀察時(shí)，使顯示器全部熄滅以降低系統(tǒng)功耗；或不顯示無(wú)意義的數(shù)字“0”

25、；該控制端比較特殊，既可作輸入端，也可作輸出端。當(dāng)LT=1，BI/RBO=1時(shí)，譯碼器正常工作。第六十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)當(dāng)LT=0， 且BI/RBO作輸出端， BI/RBO=1 時(shí)，為測(cè)測(cè)試狀態(tài)試狀態(tài)，此時(shí)無(wú)論A3-A0 0為何值，ag=1， 7段均應(yīng)亮，顯示“8”，不亮者，該段壞了或者有問(wèn)題。當(dāng)RBI=0， 且LT=1 時(shí)，為動(dòng)態(tài)滅零輸入工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)滅零輸入工作狀態(tài)， 當(dāng)BI=0（BI/RBO作輸入端）時(shí)，為顯示器熄滅狀態(tài)顯示器熄滅狀態(tài)；此時(shí)無(wú)論A3-A0 為何值， ag=0， 7段均應(yīng)熄滅。（不顯示狀態(tài)）第六十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第

26、三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)如：a=LTBI/RBO（m0+m2+m3+m5+m7+m8+m9）第六十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)五、數(shù)據(jù)分配器五、數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器將一個(gè)通道上的數(shù)據(jù)根據(jù)分配控制要求送到不同的通道上；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分配功能。其作用相當(dāng)于一個(gè)單刀多擲開(kāi)關(guān)。從整個(gè)器件的組成上看，有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)端，多個(gè)輸出數(shù)據(jù)端，幾個(gè)分配控制信號(hào)線（即地址數(shù)據(jù)線）。一路數(shù)據(jù)輸入，分成多路輸出(注意，是有選擇地分配)io第六十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)分配器與譯碼器十分相似，一般情況下分配器與譯碼器可相互替代。第六十

27、五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)如用3-8線譯碼器可以實(shí)現(xiàn)將一個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分配到八個(gè)不同通道上的（1-8分配器）功能；連接方法連接方法：G1=1，G2B=0，G2A作為數(shù)據(jù)輸入端使用，C、B、A作為分配控制端（即地址線），則3-8譯碼器變成1-8分配器 74138y0y1y7A B CG2A第六十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)（低電平輸出有效）。從真值表可以看出：當(dāng)CBA=001，G2A=0時(shí)，Y1=0；G2A=1時(shí)，Y1=1；（以G2A=0為例，寫(xiě)出表達(dá)式）：Y1=G1G2AG2BCBAY1=G1+G2A+G2B+C+B+A

28、=0+G2A+0+0+0+0=G2A即Y1=G2A，Y1是由CBA的地址控制信號(hào)決定的；即G2A的數(shù)據(jù)送到哪個(gè)通道上，由CBA地址控制信號(hào)決定的。第六十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器多路選擇器和多路分配器是數(shù)字系統(tǒng)中常用的組合邏輯系統(tǒng)。其基本功能是完成對(duì)多路數(shù)據(jù)信號(hào)的選擇和分配。多路選擇器多路選擇器（數(shù)據(jù)選擇器）：功能類似一個(gè)多路開(kāi)關(guān)，在地址碼(或稱選擇控制)的控制下，從幾個(gè)數(shù)據(jù)輸入源中選擇一個(gè)，并將其送到一個(gè)公共的輸出端。多路數(shù)據(jù)輸入，選中某一路送到輸出端。第六十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)

29、計(jì)io第六十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)在地址碼的控制下，從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)送至輸出端。作用相當(dāng)于一個(gè)多擲開(kāi)關(guān)。主要作用主要作用：公共傳輸線上多路數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送； 數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換；序列信號(hào)的產(chǎn)生；實(shí)現(xiàn)各種邏輯函數(shù)。第七十頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)一、四路數(shù)據(jù)選擇器一、四路數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入：四路數(shù)據(jù)輸入 D0-D3；選擇控制信號(hào)輸入選擇控制信號(hào)輸入：2位B、A，它有4組取值，每組取值用于選中一路數(shù)據(jù)輸入送至輸出端。輸入使能信號(hào)輸入使能信號(hào)：EN；當(dāng)EN=1時(shí)，所有門(mén)都被封鎖，處于非工作態(tài)，輸出Y始終為0；在E

30、N=0時(shí)工作。數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出：Y；第七十一頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片輸 入輸 出使能選擇控制數(shù)據(jù)輸入端YENBAD0D1D2D301000D0D0001D1D1010D2D2011D3D3第七十二頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)每一組選擇信號(hào)取值，選中一路數(shù)據(jù)至輸出端；數(shù)據(jù)輸入端數(shù)目 N 與選擇信號(hào)數(shù)目 n 的關(guān)系如下：N=n2；表達(dá)式：Y=D0（BA）+D1（BA）+D2（BA）+D3（BA）按這個(gè)表達(dá)式寫(xiě)出邏輯電路圖如下。第七十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第七十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)二

31、、集成八路數(shù)據(jù)選擇器（二、集成八路數(shù)據(jù)選擇器（74LS15174LS151）數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入：八路數(shù)據(jù)輸入 D0-D7；選擇控制信號(hào)輸入選擇控制信號(hào)輸入：3 位C、B、A，它有8組取值，每組取值用于選中一路數(shù)據(jù)輸入送至輸出端。輸入使能信號(hào)輸入使能信號(hào)：G；當(dāng)G=1時(shí)，所有門(mén)都被封鎖，處于非工作態(tài)，不論輸入信號(hào)取何值，輸出Y始終為0，W為1；在G=0時(shí)工作。數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出：兩個(gè)互補(bǔ)輸出端，同相輸出端Y和反相輸出端W； 第七十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第七十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第七十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路

32、第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第七十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 數(shù)值比較器數(shù)值比較器數(shù)值比較器數(shù)值比較器（Comparater）是一種將兩個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較，以判別其大小的邏輯電路。兩個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果只有三種可能：AB、AB、AB，為了表示這三種可能的比較結(jié)果，比較器設(shè)置三個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)三種不同的結(jié)果。第七十九頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)輸輸 入入輸輸 出出ABFABFAB=ABFABFAB1100A1B0100A1=B1A0B=（A1B1）+（A1=B1）（A0B0）FAB=（A1B1）

33、+（A1=B1）（A0B0）FA=B=（A1=B1）（A0=B0）第八十三頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第八十四頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)集成多位數(shù)值比較器74LS85，其比較原理與二位數(shù)比較器的原理類同，只是為了擴(kuò)展比較器的功能，又增加了低位比較的結(jié)果，在高四位都相等的情況下，根據(jù)低位比較的比較得出總的比較結(jié)果；第八十五頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第七節(jié)第七節(jié) 算術(shù)運(yùn)算電路算術(shù)運(yùn)算電路一、半加器一、半加器半加器完成兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮低位的進(jìn)位，故得名半加半加。兩個(gè)輸入兩個(gè)輸入：被

34、加數(shù)A、加數(shù)B；兩個(gè)輸出兩個(gè)輸出：本位和S、向高位的進(jìn)位C；輸輸 入入輸輸 出出ABSC0000011010101101第八十六頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式：S=AB+ABC=ABS的結(jié)果就是一個(gè)異或門(mén)的關(guān)系，可用一個(gè)異或門(mén)實(shí)現(xiàn)；對(duì)這個(gè)式子進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換后，還可用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)；S=AB+AB=AB+AA+AB+BB=A（B+A）+B（A+B）=AAB+BAB= AAB BABC=AB（雙非）第八十七頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)第八十八頁(yè)，共98頁(yè)幻燈片數(shù)字邏輯電路第三章 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)二、多位數(shù)加法器二、多位數(shù)加法器1 1、逐位進(jìn)位加法器、逐位進(jìn)位加法器兩個(gè)多位數(shù)相加，可采用并行相加串行進(jìn)位并行相加串行進(jìn)位的方法完成。A3A2A1A0+B3B2B1B0+C-1（前級(jí)進(jìn)位）；由四個(gè)全加器構(gòu)成，每位由一個(gè)全加器完成；因此輸出端有4個(gè)和輸出(S3-S0)及一個(gè)向高位進(jìn)位信號(hào)