第五章 組合邏輯電路.

1、小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)ECL門(mén)電路工作速度快門(mén)電路工作速度快的主要原因有哪些？的主要原因有哪些？Chapter 5 組合邏輯電路組合邏輯電路Chapter 5 組合邏輯電路組合邏輯電路 5.1 組合邏輯電路概述組合邏輯電路概述 5.2 組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì) 5.3 組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn) 5.4 中規(guī)模組合邏輯電路功能部件與應(yīng)用中規(guī)模組合邏輯電路功能部件與應(yīng)用Chapter 5 組合邏輯電路組合邏輯電路1. 熟練掌握組合邏輯電路分析方法和設(shè)計(jì)方法熟練掌握組合邏輯電路分析方法和設(shè)計(jì)方法2. 掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器及數(shù)掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)

2、選擇器、加法器及數(shù)值比較器的邏輯功能及其應(yīng)用值比較器的邏輯功能及其應(yīng)用3. 學(xué)會(huì)使用中規(guī)模組合邏輯電路器件設(shè)計(jì)組合邏輯學(xué)會(huì)使用中規(guī)模組合邏輯電路器件設(shè)計(jì)組合邏輯電路電路4. 掌握可編程邏輯器件功能，并利用掌握可編程邏輯器件功能，并利用Verilog HDL實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路 教學(xué)要求教學(xué)要求5.1 組合邏輯電路概述組合邏輯電路概述 邏輯電路分類：邏輯電路分類：組合邏輯電路及時(shí)序邏輯電路組合邏輯電路及時(shí)序邏輯電路1. 輸入、輸出之間沒(méi)有反饋延遲電路輸入、輸出之間沒(méi)有反饋延遲電路 電路中不含具有記憶功能的元件電路中不含具有記憶功能的元件 工作特征：工作特征： 在任意時(shí)刻，電路的輸出狀

3、態(tài)僅取決于該時(shí)刻的輸入在任意時(shí)刻，電路的輸出狀態(tài)僅取決于該時(shí)刻的輸入狀態(tài)，與電路的歷史狀態(tài)無(wú)關(guān)。狀態(tài)，與電路的歷史狀態(tài)無(wú)關(guān)。 組合邏輯電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組合邏輯電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：5.2 組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)5.2.1 組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析5.2.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)5.2.1 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析目的：目的：根據(jù)已知組合邏輯電路，經(jīng)分析確定電路的邏輯功能。根據(jù)已知組合邏輯電路，經(jīng)分析確定電路的邏輯功能。步驟：步驟：1. 根據(jù)邏輯電路，分別寫(xiě)出各輸出端邏輯表達(dá)式；根據(jù)邏輯電路，分別寫(xiě)出各輸出端邏輯表達(dá)式；2. 化簡(jiǎn)和變換邏輯表達(dá)式；

4、化簡(jiǎn)和變換邏輯表達(dá)式；3. 列出真值表；列出真值表；4. 根據(jù)真值表或邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，確定邏輯功能。根據(jù)真值表或邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，確定邏輯功能。 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析111011101001110010100000CBA)(CBAL 100101105.2.1 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析 組合邏輯電路分析舉例組合邏輯電路分析舉例 = 1 = 1 L B C A Z 例例1 分析右圖所示邏輯電路的功能分析右圖所示邏輯電路的功能 解：解：1.根據(jù)邏輯電路圖寫(xiě)出輸出根據(jù)邏輯電路圖寫(xiě)出輸出 函數(shù)的邏輯表達(dá)式函數(shù)的邏輯表達(dá)式 中間變量：中間變量：ZAB()LZCABC2.列出真值

5、表列出真值表BAZ 001111003.確定邏輯功能：確定邏輯功能：輸入變量取值中有奇數(shù)個(gè)輸入變量取值中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，輸出時(shí)，輸出L為為1，否則，否則L為為05.2.1 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析 B A 1 C Y X Z 1 1 & & & & & & BABAY 例例2 試分析下圖所示組合邏輯電路的邏輯功能。試分析下圖所示組合邏輯電路的邏輯功能。解：解：1、根據(jù)邏輯電路寫(xiě)出各輸出端的邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行、根據(jù)邏輯電路寫(xiě)出各輸出端的邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡(jiǎn)和變換?；?jiǎn)和變換。X = ACACAZ 5.2.1 組合邏輯電路分析組合邏輯電路分析BABAY X = ACACAZ 2.列出真值表

6、列出真值表 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Z Y X C B A0000111100111100010110103.確定電路邏輯功能確定電路邏輯功能表5.2.1. 真值表 對(duì)輸入的二進(jìn)制碼求反碼。對(duì)輸入的二進(jìn)制碼求反碼。最高位為符號(hào)位，最高位為符號(hào)位，0表示正數(shù)，表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，正數(shù)的反碼與原表示負(fù)數(shù)，正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的數(shù)值部分是在碼相同；負(fù)數(shù)的數(shù)值部分是在原 碼 的 基 礎(chǔ) 上 逐 位 求 反 。原 碼 的 基 礎(chǔ) 上 逐 位 求 反 。5.2.2 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)：組合邏輯電路

7、設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出所要求邏輯功能的最簡(jiǎn)單根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出所要求邏輯功能的最簡(jiǎn)單邏輯電路。邏輯電路。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：邏輯抽象：根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題的因果關(guān)系確定邏輯抽象：根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題的因果關(guān)系確定 輸入、輸出變量，并定義邏輯狀態(tài)的含義；輸入、輸出變量，并定義邏輯狀態(tài)的含義；根據(jù)邏輯電路功能，列出真值表；根據(jù)邏輯電路功能，列出真值表；由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式；由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式；簡(jiǎn)化和變換邏輯表達(dá)式，畫(huà)出邏輯圖；簡(jiǎn)化和變換邏輯表達(dá)式，畫(huà)出邏輯圖；根據(jù)要求選用器件類型。根據(jù)要求選用器件類型。 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)作業(yè)（組合邏輯分析）作業(yè)（組合邏輯分析）5-1 5.2

8、.2 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì) 組合邏輯電路設(shè)計(jì)舉例組合邏輯電路設(shè)計(jì)舉例例例3 某火車站有特快、直快和慢車三種類型的客運(yùn)列車進(jìn)出，試用兩輸某火車站有特快、直快和慢車三種類型的客運(yùn)列車進(jìn)出，試用兩輸入與非門(mén)和反相器設(shè)計(jì)一個(gè)指示列車等待進(jìn)站的邏輯電路，入與非門(mén)和反相器設(shè)計(jì)一個(gè)指示列車等待進(jìn)站的邏輯電路，3個(gè)指示燈一、個(gè)指示燈一、二、三號(hào)分別對(duì)應(yīng)特快、直快和慢車。列車的優(yōu)先級(jí)別依次為特快、直二、三號(hào)分別對(duì)應(yīng)特快、直快和慢車。列車的優(yōu)先級(jí)別依次為特快、直快和慢車，要求當(dāng)特快列車請(qǐng)求進(jìn)站時(shí)，無(wú)論其他兩種是否請(qǐng)求進(jìn)站，快和慢車，要求當(dāng)特快列車請(qǐng)求進(jìn)站時(shí)，無(wú)論其他兩種是否請(qǐng)求進(jìn)站，一號(hào)燈亮。當(dāng)特快沒(méi)

9、有請(qǐng)求，直快請(qǐng)求進(jìn)站時(shí)，無(wú)論慢車是否請(qǐng)求，二一號(hào)燈亮。當(dāng)特快沒(méi)有請(qǐng)求，直快請(qǐng)求進(jìn)站時(shí)，無(wú)論慢車是否請(qǐng)求，二號(hào)燈亮。當(dāng)特快和直快均沒(méi)有請(qǐng)求，而慢車有請(qǐng)求時(shí)，三號(hào)燈亮。號(hào)燈亮。當(dāng)特快和直快均沒(méi)有請(qǐng)求，而慢車有請(qǐng)求時(shí)，三號(hào)燈亮。 解：解：1.邏輯抽象邏輯抽象輸入變量：輸入變量： 、 、 分別為特快、直快和慢車進(jìn)站請(qǐng)求信號(hào)，且規(guī)定分別為特快、直快和慢車進(jìn)站請(qǐng)求信號(hào)，且規(guī)定有進(jìn)站請(qǐng)求時(shí)為有進(jìn)站請(qǐng)求時(shí)為1，沒(méi)有請(qǐng)求時(shí)為，沒(méi)有請(qǐng)求時(shí)為0。輸出變量：輸出變量： 、 、 分別為指示燈的狀態(tài)，且燈亮為分別為指示燈的狀態(tài)，且燈亮為1，燈滅為，燈滅為0。0I1I2I0L1L2L5.2.2 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路

10、設(shè)計(jì)2.根據(jù)題意列出真值表根據(jù)題意列出真值表輸入輸入輸出輸出0I1I2I0L1L2L01111110000000000000X0XX3.根據(jù)真值表寫(xiě)出各輸出根據(jù)真值表寫(xiě)出各輸出邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式00LI10 1LI I20 1 2LI I I4. 將上式變換成與非門(mén)形式將上式變換成與非門(mén)形式00LI10 1()LI I20 12()LI II表5.2.2 真值表5.2.2 組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)5.根據(jù)輸出邏輯表達(dá)式畫(huà)出邏輯圖根據(jù)輸出邏輯表達(dá)式畫(huà)出邏輯圖 I0 L0 L1 I1 I2 L2 & 1 1 1 & & 1 1 作業(yè)作業(yè)-組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)5-5-(3)5.

11、3 組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)5.3.1 產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因與判別方法產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因與判別方法5.3.2 消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法5.3.1 產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因判別方法產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因判別方法1、產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因、產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因在組合電路中，當(dāng)輸入信號(hào)的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會(huì)出在組合電路中，當(dāng)輸入信號(hào)的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會(huì)出現(xiàn)不正常的干擾信號(hào)，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象稱現(xiàn)不正常的干擾信號(hào)，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象稱為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因：主要是門(mén)電路的延遲時(shí)間產(chǎn)生的。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因：主要是門(mén)電路的延遲時(shí)間產(chǎn)

12、生的。AA1&Y1AAY1(a)(b)11Y2AAY2(a)(b)干擾信號(hào)干擾信號(hào)01AAY12AAY5.3.1 產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因判別方法產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因判別方法 C C A C CB L 競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng):當(dāng)一個(gè)邏輯門(mén)的兩個(gè)輸入端的信號(hào)同時(shí)向相反方向變化，當(dāng)一個(gè)邏輯門(mén)的兩個(gè)輸入端的信號(hào)同時(shí)向相反方向變化，而變化的時(shí)間有差異的現(xiàn)象。而變化的時(shí)間有差異的現(xiàn)象。冒險(xiǎn)冒險(xiǎn):兩個(gè)輸入端的信號(hào)取值的變化方向是相反時(shí)，如門(mén)電路兩個(gè)輸入端的信號(hào)取值的變化方向是相反時(shí)，如門(mén)電路輸出端的邏輯表達(dá)式簡(jiǎn)化成兩個(gè)互補(bǔ)信號(hào)相乘或者相加，由競(jìng)輸出端的邏輯表達(dá)式簡(jiǎn)化成兩個(gè)互補(bǔ)信號(hào)相乘或者相加，由競(jìng)爭(zhēng)而可能產(chǎn)生輸出干擾脈沖的現(xiàn)象

13、。爭(zhēng)而可能產(chǎn)生輸出干擾脈沖的現(xiàn)象。5.3.2 消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法 A B C 1 & L 1.發(fā)現(xiàn)并消除互補(bǔ)相乘項(xiàng)發(fā)現(xiàn)并消除互補(bǔ)相乘項(xiàng)()()LAB AC0BCFAA 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)可能可能產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象為消除為消除 ，變換邏輯表達(dá)式為：，變換邏輯表達(dá)式為：AALAAACA BBCACA BBC5.3.2 消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法 A AC CB C B 1 & & 1 L LACBC增加乘積項(xiàng)增加乘積項(xiàng)AB，當(dāng)，當(dāng)A=B=1時(shí)時(shí)2.增加乘積項(xiàng)以避免互補(bǔ)項(xiàng)相加增加乘積項(xiàng)以避免互補(bǔ)項(xiàng)相加 LACBCAB1LCC 0 1 A 0 0 0 1 0 1 1 1

14、 L B C 00 01 11 10 AB5.3.2 消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法3.輸出端并聯(lián)電容器輸出端并聯(lián)電容器 如果邏輯電路在較慢速度下工作，為了消除競(jìng)爭(zhēng)冒如果邏輯電路在較慢速度下工作，為了消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的干擾窄脈沖，可以在輸出端并聯(lián)一濾波電容，險(xiǎn)產(chǎn)生的干擾窄脈沖，可以在輸出端并聯(lián)一濾波電容，其容量為其容量為420pF之間之間 致使輸出波形上升沿和下降沿變化致使輸出波形上升沿和下降沿變化比較緩慢，可對(duì)于很窄的負(fù)跳變脈沖起到平波的作用。比較緩慢，可對(duì)于很窄的負(fù)跳變脈沖起到平波的作用。引入選通脈沖引入選通脈沖存在的問(wèn)題：存在的問(wèn)題：對(duì)選通脈沖的寬度和產(chǎn)生時(shí)間也有嚴(yán)格的要求。對(duì)選通

15、脈沖的寬度和產(chǎn)生時(shí)間也有嚴(yán)格的要求。 對(duì)輸出可能產(chǎn)生尖峰干擾脈沖的門(mén)電路對(duì)輸出可能產(chǎn)生尖峰干擾脈沖的門(mén)電路增加一個(gè)增加一個(gè)接選通信號(hào)的輸入端接選通信號(hào)的輸入端，只有在輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換完成并穩(wěn)定，只有在輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換完成并穩(wěn)定后，才引入選通脈沖將它打開(kāi)，此時(shí)才允許有輸出。在后，才引入選通脈沖將它打開(kāi)，此時(shí)才允許有輸出。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，沒(méi)有加選通脈沖，輸出不會(huì)出現(xiàn)尖峰干擾轉(zhuǎn)換過(guò)程中，沒(méi)有加選通脈沖，輸出不會(huì)出現(xiàn)尖峰干擾脈沖。脈沖。作業(yè)作業(yè)-競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)5-11練習(xí)練習(xí) 題題4.7 設(shè)有兩個(gè)組合邏輯電路，電路的輸設(shè)有兩個(gè)組合邏輯電路，電路的輸入信號(hào)波形如圖中的入信號(hào)波形如圖中的A、B、C所示，電路所示，

16、電路的輸出信號(hào)波形如圖中的的輸出信號(hào)波形如圖中的Z、L所示，寫(xiě)所示，寫(xiě)出符合如圖中所描述邏輯功能的出符合如圖中所描述邏輯功能的Z、L簡(jiǎn)簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，并畫(huà)出這兩個(gè)組合邏輯電化邏輯表達(dá)式，并畫(huà)出這兩個(gè)組合邏輯電路。路。小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)1. 什么是組合邏輯電路？什么是組合邏輯電路？2.分析組合邏輯電路的一般步驟是什么？分析組合邏輯電路的一般步驟是什么？3. 競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么？競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么？練習(xí)練習(xí) 5-7 設(shè)計(jì)一個(gè)五人搶答邏輯電路。設(shè)計(jì)一個(gè)五人搶答邏輯電路。 要求最先輸入者輸入有效，其他落后者一律要求最先輸入者輸入有效，其他落后者一律無(wú)效。無(wú)效。 獲得最先輸入者，對(duì)應(yīng)的輸出

17、端輸出獲得最先輸入者，對(duì)應(yīng)的輸出端輸出低電平低電平信號(hào)，其他落后者對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，其他落后者對(duì)應(yīng)的輸出高電平高電平信號(hào)。信號(hào)。5.4中規(guī)模組合邏輯電路功能部件與應(yīng)用中規(guī)模組合邏輯電路功能部件與應(yīng)用5.4.1 編碼器編碼器5.4.2 譯碼器譯碼器5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器5.4.4 加法器加法器5.4.5 數(shù)值比較器數(shù)值比較器5.4.1 編碼器編碼器 編碼器概述編碼器概述 用一個(gè)二進(jìn)制代碼表示特定含義的過(guò)程稱為用一個(gè)二進(jìn)制代碼表示特定含義的過(guò)程稱為編碼編碼。 編碼器編碼器(Encoder)：具有編碼功能的邏輯電路。：具有編碼功能的邏輯電路。 編碼器的邏輯功能：編碼器的邏輯功能： 能將輸入的

18、每一個(gè)高、低電平輸入信號(hào)編成一個(gè)能將輸入的每一個(gè)高、低電平輸入信號(hào)編成一個(gè) 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼輸出。對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼輸出。 編碼器的分類：編碼器的分類： 普通編碼器和優(yōu)先編碼器。普通編碼器和優(yōu)先編碼器。 編碼器定義：編碼器定義：5.4.1 編碼器編碼器 普通編碼器普通編碼器.0I1I12 nI0Y1Y1nY二進(jìn)制二進(jìn)制編碼器編碼器 普通編碼器中，任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信普通編碼器中，任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信號(hào)，否則輸出將發(fā)生混亂號(hào)，否則輸出將發(fā)生混亂 。 n位二進(jìn)制代碼有位二進(jìn)制代碼有 種不同的組合，可以表示種不同的組合，可以表示 個(gè)輸入個(gè)輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)，如右圖所示。信號(hào)相對(duì)應(yīng)，如右圖所

19、示。 2n2n 個(gè)個(gè) 輸入輸入n位二進(jìn)位二進(jìn)制碼輸出制碼輸出2n5.4.1 編碼器編碼器 以以3位二進(jìn)制編碼器為例位二進(jìn)制編碼器為例任何時(shí)刻當(dāng)任何時(shí)刻當(dāng) 中僅有一個(gè)取中僅有一個(gè)取值為值為1，輸出八種有效狀態(tài)；輸，輸出八種有效狀態(tài)；輸入變量為其他組合所對(duì)應(yīng)的輸出入變量為其他組合所對(duì)應(yīng)的輸出均為均為0，無(wú)效輸出。，無(wú)效輸出。 70 II753107632176542IIIIYIIIIYIIIIY8-3編碼器邏輯編碼器邏輯表達(dá)式為：表達(dá)式為：表5.4.1-1 8-3編碼器真值表5.4.1 編碼器編碼器 優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器 優(yōu)先編碼器對(duì)所有輸入信號(hào)設(shè)定優(yōu)先級(jí)別，當(dāng)幾個(gè)輸入優(yōu)先編碼器對(duì)所有輸入信號(hào)設(shè)定

20、優(yōu)先級(jí)別，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。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。 以以4-2優(yōu)先編碼器為例優(yōu)先編碼器為例0I1I2I3I1Y0Y0 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 1XXXXXX輸輸 入入輸輸 出出輸入優(yōu)先級(jí)從高到低輸入優(yōu)先級(jí)從高到低順序?yàn)椋喉樞驗(yàn)椋?、 、 、 3I2I1I0IX可為可為0也可為也可為1表5.4.1-2 4-2優(yōu)先編碼器真值表高電平高電平有效有效輸入編碼信號(hào)高電平有效輸入編碼信號(hào)高電平有效5.4.1 編碼器編碼器01 2331 23YI I III I

21、I12 3323YI IIII優(yōu)先編碼器允許優(yōu)先編碼器允許2個(gè)以上個(gè)以上的輸入同時(shí)為的輸入同時(shí)為1，但只對(duì)，但只對(duì)優(yōu)先級(jí)別比較高的輸入信優(yōu)先級(jí)別比較高的輸入信號(hào)進(jìn)行編碼。號(hào)進(jìn)行編碼。 0I1I2I3I1Y0Y0 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 1XXXXXX輸輸 入入輸輸 出出根據(jù)真值表列出邏輯表達(dá)式：根據(jù)真值表列出邏輯表達(dá)式：5.4.1 編碼器編碼器集成電路優(yōu)先編碼器集成電路優(yōu)先編碼器74系列：系列：74147、741488線線-3線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器74HC148 8個(gè)信號(hào)輸入端，個(gè)信號(hào)輸入端，3個(gè)二進(jìn)制碼輸個(gè)二進(jìn)制

22、碼輸出端，輸入和輸出均以高電平作為有出端，輸入和輸出均以高電平作為有效電平，輸入優(yōu)先級(jí)別的次序依次效電平，輸入優(yōu)先級(jí)別的次序依次為為 ，輸入使能端，輸入使能端EI、輸出、輸出使能端使能端EO和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志GS。 760,III5.4.1 編碼器編碼器 當(dāng)當(dāng)EI=1時(shí)，則無(wú)論時(shí)，則無(wú)論8個(gè)輸入端為何種狀態(tài)，輸出端個(gè)輸入端為何種狀態(tài)，輸出端A2 A0均均為高電平，且為高電平，且GS和和EO也均為高電平，編碼器處于非工作狀態(tài)。也均為高電平，編碼器處于非工作狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)EI=0，電路工作，輸入，電路工作，輸入I0 I7為低電平有效；輸出為低電平有效；輸出A2 A0為對(duì)應(yīng)輸

23、入為對(duì)應(yīng)輸入I0 I7的編碼，同時(shí)的編碼，同時(shí)GS =0 ， EO =1； 優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)I7 I0。 74HC148真值表5.4.1 編碼器編碼器例例3 利用兩片利用兩片74HC148組成組成16線線-4線優(yōu)先編碼器，如下邏輯圖，線優(yōu)先編碼器，如下邏輯圖，分析其工作原理。分析其工作原理。 74148(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS 74148(I) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS EI2 EO2 EI1 EO1 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A0 A1

24、A2 A3 A4 A5 A6 A7 L0 L1 GS2 L2 GS GS1 G3 G2 G1 G0 L3 & & & & & & & & 5.4.1 編碼器編碼器 當(dāng)當(dāng) EI2=1時(shí)，則時(shí)，則EO2=1，即，即EI1=GS=1；輸出；輸出ABCD =1111，無(wú)編碼輸出；無(wú)編碼輸出； 74148(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS 74148(I) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS EI2 EO2 EI1 EO1 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A0 A1 A2

25、 A3 A4 A5 A6 A7 L0 L1 GS2 L2 GS GS1 G3 G2 G1 G0 L3 & & & & & & & & 1111 1 11 1 11111111禁止禁止禁止禁止5.4.1 編碼器編碼器 74148(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS 74148(I) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS EI2 EO2 EI1 EO1 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 L0 L1 GS2 L2 GS GS1

26、 G3 G2 G1 G0 L3 & & & & & & & & 1 1 1若無(wú)有效電平輸入若無(wú)有效電平輸入若無(wú)有效電平輸入若無(wú)有效電平輸入允許允許允許允許 當(dāng)當(dāng)EI2=0，EO2=0、兩芯片允許編碼；若無(wú)有效電平輸入，輸、兩芯片允許編碼；若無(wú)有效電平輸入，輸出出L3L2L1L0=1111，GS2=GS1=1，無(wú)編碼輸出。，無(wú)編碼輸出。01101 1 1111115.4.1 編碼器編碼器 74148(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS 74148(I) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS EI

27、2 EO2 EI1 EO1 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 L0 L1 GS2 L2 GS GS1 G3 G2 G1 G0 L3 & & & & & & & & 1 1 1若無(wú)有效電平輸入若無(wú)有效電平輸入若有有效電平輸入若有有效電平輸入允許允許允許允許0100000 111010001111 若芯片若芯片(I)有有效電平輸入，輸出取決于低位片；輸出有有效電平輸入，輸出取決于低位片；輸出L3 恒為恒為1，L2L1L0=000111。 74148(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 E

28、O EI GS 74148(I) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS EI2 EO2 EI1 EO1 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 L0 L1 GS2 L2 GS GS1 G3 G2 G1 G0 L3 & & & & & & & & 5.4.1 編碼器編碼器允許允許禁止禁止1010000001110若有有效電平輸入若有有效電平輸入0 0 0 1 1 11 1 1 若芯片若芯片(II)有有效電平輸入，有有效電平輸入，GS2=0、EO2=1，高位片允許工，高位片允許工作，低

29、位片禁止工作；輸出取決于高位片，作，低位片禁止工作；輸出取決于高位片，L3恒為恒為0， L2L1L0 =000111 。作業(yè)作業(yè)5-14小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn) 優(yōu)先編碼器與普通編碼器相比，優(yōu)先編碼器與普通編碼器相比，優(yōu)點(diǎn)是什么？?jī)?yōu)點(diǎn)是什么？集成集成3 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS148(74LS148(348348) )的真值表的真值表5.4.2 譯碼器譯碼器譯碼譯碼：編碼的逆過(guò)程，它能將二進(jìn)制碼翻譯成代表某一：編碼的逆過(guò)程，它能將二進(jìn)制碼翻譯成代表某一特定含義的信號(hào)。特定含義的信號(hào)。 唯一地址譯碼器：將一系列代碼轉(zhuǎn)換成與之一一唯一地址譯碼器：將一系列代碼轉(zhuǎn)換成與之一一 對(duì)應(yīng)的有效信號(hào)

30、。對(duì)應(yīng)的有效信號(hào)。 譯碼器譯碼器：具有譯碼功能的邏輯電路。：具有譯碼功能的邏輯電路。譯碼器的分類：譯碼器的分類：代碼變換器：將一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼。代碼變換器：將一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼。 常用的唯一地址譯碼器常用的唯一地址譯碼器二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器 二二-十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器顯示譯碼器顯示譯碼器 譯碼器概念與分類譯碼器概念與分類5.4.2 譯碼器譯碼器 1 A1 1 1 A0 & & & & E 0Y 1Y 2Y 3Y 010AAEY 011AAEY LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHHHY3Y2Y1Y0A0A1E輸出輸出輸輸 入入功能表功能表2線線

31、- 4線譯碼器的邏輯電路線譯碼器的邏輯電路(分析）分析）013AAEY 012AAEY5.4.2 譯碼器譯碼器 使能輸入端為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只使能輸入端為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只有一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為相反電平。有一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為相反電平。 輸出信號(hào)可以是高電平有效，也可以是低電平有效。輸出信號(hào)可以是高電平有效，也可以是低電平有效。.0X1X1nX0Y1Y二進(jìn)制二進(jìn)制譯碼器譯碼器12 nYn個(gè)輸個(gè)輸入端入端使能輸使能輸入端入端EI 2n個(gè)個(gè)輸出端輸出端5.4.2 譯碼器譯碼器 二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器 74HC139集成譯碼器集成譯碼

32、器LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHHHY3Y2Y1Y0A0A1E輸出輸出輸輸 入入功能表功能表 Y0 Y1 Y2 Y3 E A0 A1 A0 A1 0Y 1Y 2Y 3Y E 1/2 74x139 5.4.2 譯碼器譯碼器 74HC138(74LS138)集成譯碼器集成譯碼器邏輯圖邏輯圖 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 A0 A1 A2 1E 2E E3 7Y GND VCC 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 0Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引

33、腳圖引腳圖5.4.2 譯碼器譯碼器輸入信號(hào)：輸入信號(hào)：210AAA、 、輸出信號(hào)：輸出信號(hào)：07YY輸出低電平有效輸出低電平有效使能輸入：使能輸入：1S2S3S 使能端也被稱為使能端也被稱為“片選片選”輸入端，利用片選將多片連接輸入端，利用片選將多片連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。 當(dāng)使能輸入端為有效電平時(shí)，根據(jù)不同輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)有當(dāng)使能輸入端為有效電平時(shí)，根據(jù)不同輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)有效輸出。效輸出。表5.4.2-1 74HC138譯碼器功能表5.4.2 譯碼器譯碼器譯碼器工作狀態(tài)下，即譯碼器工作狀態(tài)下，即 時(shí)時(shí) 有各輸出表達(dá)式為：有各輸出表達(dá)式為：1231SSSS70127601

34、26501254012430123201221012100120)()()()()()()()(mAAAYmAAAYmAAAYmAAAYmAAAYmAAAYmAAAYmAAAY70 YY是是 、 、 這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出。這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出。 2A1A0A5.4.2 譯碼器譯碼器例例 已知下圖所示電路的已知下圖所示電路的輸入信號(hào)的波形試畫(huà)出譯碼器輸出的輸入信號(hào)的波形試畫(huà)出譯碼器輸出的波形。波形。 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 A0 +5V E Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 C B

35、A A0 A1 A2 E Y0 Y1 Y7 Y5 Y2 Y6 Y4 Y3 5.4.2 譯碼器譯碼器用用74X139和和74X138構(gòu)成構(gòu)成5線線-32線譯碼器線譯碼器2. 譯碼器的擴(kuò)展譯碼器的擴(kuò)展 74HC138 Y0 Y1 +5V Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 1/274HC139 B0 B1 B2 B3 B4 (0) Y0 Y1 Y2 Y3 E A0 A1 24L 0L 7L 8L 15L 16L 23L 31L 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 (I) 74HC138 Y0 Y1

36、Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 (II) (III) 思路：思路：（1）將各片的低）將各片的低3位位輸入并聯(lián)；輸入并聯(lián)；（2）用高）用高2位輸入控位輸入控制不同片子的使能端；制不同片子的使能端；5.4.2 譯碼器譯碼器 Y0 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 CBA5V EY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7當(dāng)當(dāng)E3 =1 ，S2 = S3 = 0時(shí)時(shí);3. 用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏

37、輯函數(shù)。00120)(mAAAY10121)(mAAAY70127)(mAAAY.3線線-8線譯碼器的輸出線譯碼器的輸出Y0 Y7 含三變量函數(shù)的全部最小項(xiàng)。含三變量函數(shù)的全部最小項(xiàng)?；谶@一點(diǎn)用該器件能夠方便地實(shí)現(xiàn)三變量邏輯函數(shù)。基于這一點(diǎn)用該器件能夠方便地實(shí)現(xiàn)三變量邏輯函數(shù)。5.4.2 譯碼器譯碼器例例4 用一片用一片74HC138實(shí)現(xiàn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)函數(shù) ABCAL解：解：1.將函數(shù)式變換為最小項(xiàng)之和的形式將函數(shù)式變換為最小項(xiàng)之和的形式 7620mmmmABCABCBCACBAL2.輸入變量輸入變量A、B、C分別接入分別接入 2A1A0A且將使能端接有效電平且將使能端接有效電平3.由于由于74H

38、C138是低電平有效輸出，是低電平有效輸出， 所以將最小項(xiàng)變換為反函數(shù)的形式所以將最小項(xiàng)變換為反函數(shù)的形式76207620)()(YYYYmmmmL Y0 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 CBA5V &L5.4.2 譯碼器譯碼器 二二- -十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器 二二- -十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器74HC4274HC42的邏輯功能是：將輸入的邏輯功能是：將輸入BCDBCD碼的碼的1010個(gè)代碼，對(duì)應(yīng)個(gè)代碼，對(duì)應(yīng)0909的十進(jìn)制數(shù)，由的十進(jìn)制數(shù)，由4 4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)0000100100001001表示，表示，即譯成即譯

39、成1010個(gè)高、低電平輸出信號(hào)。個(gè)高、低電平輸出信號(hào)。 當(dāng)輸入超過(guò)當(dāng)輸入超過(guò)8421BCD碼的范圍碼的范圍（10101111）輸出均為高電平，輸出均為高電平，沒(méi)有有效譯碼輸出。沒(méi)有有效譯碼輸出。BCD碼輸入碼輸入輸輸 出出3A2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y作業(yè)作業(yè) 5-15（編譯碼器）（編譯碼器） 5-16（譯碼芯片）（譯碼芯片）5.4.2 譯碼器譯碼器 脈脈沖沖信信號(hào)號(hào) 計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器 譯譯碼碼器器 驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器 顯顯示示器器 KHz 顯示譯碼器顯示譯碼器5.4.2 譯碼器譯碼器七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器最常用的顯示器有：半導(dǎo)體發(fā)光二極管和液晶顯示器。最常用的顯示器有：

40、半導(dǎo)體發(fā)光二極管和液晶顯示器。 a b c d e f g 共陽(yáng)極顯示器共陽(yáng)極顯示器 a b c d e f g 共陰極顯示器共陰極顯示器abcdfge顯示器分段布局圖顯示器分段布局圖每字段是一只每字段是一只發(fā)光二極管發(fā)光二極管5.4.2 譯碼器譯碼器共陰極顯示器共陰極顯示器 a b c d e f g gedabcfa b c d e f g1 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1.5.4.2 譯碼器譯碼器顯示顯示譯碼器譯碼器A0A1A2A3YaYbYcYdYeYfYgaebcfgd3A2A1A0AaYcYdYeYfYgY輸輸 入入輸輸 出出字形字形表

41、5.4.2-2 顯示譯碼器功能表bY5.4.2 譯碼器譯碼器常用的集成七段顯示譯碼器常用的集成七段顯示譯碼器 -CMOS七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器74HC4511 a b c d e f g D0 74HC4511 D3 D2 D1 LT BL LE 5.4.2 譯碼器譯碼器LTHHLHHHHHLLHHHL9HHHHHHHLLLHHHL8LLLLHHHHHHLHHL7HHHHHLLLHHLHHL6HHLHHLHHLHLHHL5HHLLHHLLLHLHHL4HLLHHHHHHLLHHL3HLHHLHHLHLLHHL2LLLLHHLHLLLHHL1LHHHHHHLLLLHHL0gfedcba字形

42、字形輸輸 出出輸輸 入入十進(jìn)制十進(jìn)制或功能或功能D3D2D1D0BLLECMOS七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器74HC4511功能表功能表*HHH鎖鎖 存存熄滅熄滅LLLLLLLHL滅滅 燈燈HHHHHHHL燈燈 測(cè)測(cè) 試試熄滅熄滅LLLLLLLHHHHHHL15熄滅熄滅LLLLLLLLHHHHHL14熄滅熄滅LLLLLLLHLHHHHL13熄滅熄滅LLLLLLLLLHHHHL12熄滅熄滅LLLLLLLHHLHHHL11熄滅熄滅 LLLLLLLLHLHHHL10LTgfedcba字形字形輸輸 出出輸輸 入入十進(jìn)十進(jìn)制制或功或功能能BLLED3D2D1D05.4.2 譯碼器譯碼器CMOS七段顯示譯

43、碼器七段顯示譯碼器74HC4511功能表功能表(續(xù)續(xù))小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn) 1、七段碼譯碼顯示器有幾種，分別是什么？、七段碼譯碼顯示器有幾種，分別是什么？ 2、如何判斷集成芯片使能端的有效電平？、如何判斷集成芯片使能端的有效電平？5.4.2 譯碼器譯碼器例例 由由74HC4511構(gòu)成構(gòu)成24小時(shí)及分鐘的譯碼電路如圖所示，小時(shí)及分鐘的譯碼電路如圖所示，試分析小時(shí)高位是否具有零熄滅功能。試分析小時(shí)高位是否具有零熄滅功能。 H7 H6 H5 H4 0 (0) 45114 顯示器顯示器4 1 (0) (I) (II) (III) ag ag ag ag LT LE BL (III) D3 D2 D1 D0 L

44、T LE BL (I) LT LE BL (II) LT LE BL 1 H3 H2 H1 H0 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 5.4.2 譯碼器譯碼器 譯碼器電路應(yīng)用譯碼器電路應(yīng)用 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入 通通道道選選擇擇信信號(hào)號(hào) Y0 Y1 Y7 用用74HC138組成數(shù)據(jù)分配器組成數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器示意圖數(shù)據(jù)分配器示意圖數(shù)據(jù)分配器：相當(dāng)于多輸出單刀多擲開(kāi)關(guān)，是一種能將數(shù)據(jù)分配器：相當(dāng)于多輸出單刀多擲開(kāi)關(guān)，是一種能將從數(shù)據(jù)分時(shí)送到多個(gè)不同通道上去的邏輯電路。從數(shù)據(jù)分時(shí)送到多個(gè)不同通道上去的邏輯電路。5.4

45、.2 譯碼器譯碼器0 01 10 0+5V D 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 S1 S2 S3 A0 A1 A2 數(shù)據(jù)輸數(shù)據(jù)輸入入 通道選擇信號(hào)通道選擇信號(hào) Y0 Y1 Y7 用用74HC138譯碼器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器譯碼器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器當(dāng)當(dāng) =1， =010時(shí)，可得輸出時(shí)，可得輸出 的邏輯表達(dá)式：的邏輯表達(dá)式：1S012AAA2Y30123212)(SAAASSSY5.4.2 譯碼器譯碼器 作為數(shù)據(jù)輸入端，作為數(shù)據(jù)輸入端， 作為地址通道選擇輸入，可以作為地址通道選擇輸入，可以把把1個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)分配到個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)分配到8個(gè)不同的通道上去。個(gè)不同的通道上去。012A A

46、 A3S輸輸 入入輸輸 出出S1S2S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7LLXXXXHHHHHHHHHLDLLLDHHHHHHHHLDLLHHDHHHHHHHLDLHLHHDHHHHHHLDLHHHHHDHHHHHLDHLLHHHHDHHHHLDHLHHHHHHDHHHLDHHLHHHHHHDHHLDHHHHHHHHHHD74HC138譯碼器作為數(shù)據(jù)分配器時(shí)的功能表 作業(yè)：譯碼顯示器作業(yè)：譯碼顯示器 5-175.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器 數(shù)據(jù)選擇器定義與功能數(shù)據(jù)選擇器定義與功能數(shù)據(jù)選擇器：能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路。它的作用數(shù)據(jù)選擇器：能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路。它的作用相

47、當(dāng)于多個(gè)輸入的單刀多擲開(kāi)關(guān)，又稱相當(dāng)于多個(gè)輸入的單刀多擲開(kāi)關(guān)，又稱“多路開(kāi)關(guān)多路開(kāi)關(guān)”。 通通道道選選擇擇數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸出出 I0 I1 12 nI 數(shù)據(jù)選擇的功能：在通道數(shù)據(jù)選擇的功能：在通道選擇信號(hào)的作用下，將多選擇信號(hào)的作用下，將多個(gè)通道的數(shù)據(jù)分時(shí)傳送到個(gè)通道的數(shù)據(jù)分時(shí)傳送到公共的數(shù)據(jù)通道上去的。公共的數(shù)據(jù)通道上去的。0I5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器0I3033221100iiiImmImImImIY4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器1I2I3IE1S0SY301201101001ISSISSISSISSY地址地址端端01YS0S1E地址地址使能使能輸出輸出輸輸 入入功能表功能表000I00

48、01I1010I2011I35.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器集成電路數(shù)據(jù)選擇器集成電路數(shù)據(jù)選擇器8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74HC151功能表功能表輸出輸出 的表達(dá)式為：的表達(dá)式為： 70iiiYm DY74HC151功能框圖功能框圖輸輸 入入輸輸 出出使使 能能 E 選選 擇擇S2 S1 S0YYHLLLLLLLLX X XL L LL L HL H LL H HH L LH L HH H LH H HLD0D1D2D3D4D5D6D7HD0D1D2D3D4D5D6D75.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器 數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展位擴(kuò)展：位擴(kuò)展：2位位8選

49、選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器 S2 S1 S0 D00 D01 D02 D03 D04 D05 D06 D07 Y Y0 Y1 74HC151 0Y 1Y D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S0 S2 S1 E Y E D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 Y 74HC151 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S0 S2 S1 E Y (0) (I) 用兩片用兩片74151組成二位組成二位八選一的數(shù)據(jù)選擇器。八選一的數(shù)據(jù)選擇器。 D C B A D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y 74HC151 D0 D1 D2 D3 D4 D

50、5 D6 D7 S0 S2 S1 E Y D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 Y D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S0 S2 S1 E Y 1 Y Y 1 & (0) 74HC151 (I) 5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器的使能端作為地址數(shù)據(jù)選擇器的使能端作為地址選擇輸入，經(jīng)一反相器與另一選擇輸入，經(jīng)一反相器與另一數(shù)據(jù)選擇器的使能端連接。數(shù)據(jù)選擇器的使能端連接。原則：原則：（1）將低位地址端并聯(lián)；）將低位地址端并聯(lián)；（2）用高位地址控制使能端）用高位地址控制使能端將將兩片兩片74HC151連接成一個(gè)連接成一個(gè)16選選1的數(shù)據(jù)選擇器，的數(shù)據(jù)選擇

51、器， 字?jǐn)U展：字?jǐn)U展：5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器 數(shù)據(jù)選擇器組成邏輯函數(shù)產(chǎn)生器數(shù)據(jù)選擇器組成邏輯函數(shù)產(chǎn)生器8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74HC151當(dāng)當(dāng) =0時(shí)，輸出邏輯表達(dá)式為：時(shí)，輸出邏輯表達(dá)式為：E70iiiYD m 數(shù)據(jù)輸入作為控制信號(hào)，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入作為控制信號(hào)，當(dāng) =1時(shí)，其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)在時(shí)，其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)在表達(dá)式中出現(xiàn)，當(dāng)表達(dá)式中出現(xiàn)，當(dāng) =0時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)就不出現(xiàn)。時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)就不出現(xiàn)。 將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式 ，并函數(shù)的變量作為接入，并函數(shù)的變量作為接入地址輸入端；地址輸入端；iDiD控制控制Di ，就可得到不同的邏輯函數(shù)。，就可得到不同的邏

52、輯函數(shù)。5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器例例 試用試用8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74HC151產(chǎn)生邏輯函數(shù)產(chǎn)生邏輯函數(shù) LABCABCAB解：將所給的函數(shù)式變換成最小項(xiàng)表達(dá)式解：將所給的函數(shù)式變換成最小項(xiàng)表達(dá)式 LABCABCABCABC寫(xiě)成如下形式寫(xiě)成如下形式 33556677Lm Dm Dm Dm D顯然，顯然， 都應(yīng)該等于都應(yīng)該等于1，而數(shù)據(jù)輸入端而數(shù)據(jù)輸入端 都應(yīng)該等于都應(yīng)該等于0。 3567DDDD、0124DDDD、5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器總結(jié)總結(jié): :利用利用8 8選選1 1數(shù)據(jù)選擇器組成函數(shù)產(chǎn)生器的一般步驟如下：數(shù)據(jù)選擇器組成函數(shù)產(chǎn)生器的一般步驟如下：a a、將函數(shù)變

53、換成最小項(xiàng)表達(dá)式、將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式b b、使器件處于使能狀態(tài)、使器件處于使能狀態(tài)c c、地址、地址信號(hào)信號(hào)S2、 S1 、 S0 作為函數(shù)的輸入變量作為函數(shù)的輸入變量d d、處理數(shù)據(jù)輸入、處理數(shù)據(jù)輸入D0D7信號(hào)電平。邏輯表達(dá)式中有信號(hào)電平。邏輯表達(dá)式中有mi , 則相應(yīng)則相應(yīng)Di =1，其他的數(shù)據(jù)輸入端均為，其他的數(shù)據(jù)輸入端均為0。5.4.3 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器 實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 0 1 0 0 1 1 0 1 L 74HC151 E S2 S1 S0 Y S2 S1 S0 并行并行8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)01001101 輸入數(shù)據(jù)輸入端，輸出數(shù)據(jù)為輸

54、入數(shù)據(jù)輸入端，輸出數(shù)據(jù)為 0-1-0-0-1-1-0-1，串行數(shù)據(jù)。，串行數(shù)據(jù)。作業(yè)：數(shù)據(jù)選擇器作業(yè)：數(shù)據(jù)選擇器 5-235.4.4 加法器加法器 半加器和全加器半加器和全加器 在兩個(gè)在兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，不考慮低位來(lái)的進(jìn)位的相加位二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，不考慮低位來(lái)的進(jìn)位的相加 -半加半加 在兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，考慮低位進(jìn)位的相加在兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，考慮低位進(jìn)位的相加 -全加全加輸輸 入入輸輸 出出ABSCO表5.4.3-2 半加器真值表進(jìn)位進(jìn)位半加器邏輯表達(dá)式：半加器邏輯表達(dá)式：ABCOBAABBAS5.4.4 加法器加法器ABBASABCO 邏輯圖邏輯圖半加器半加器全加器：進(jìn)行加數(shù)、被加數(shù)

55、和低位來(lái)的進(jìn)位信號(hào)相加，全加器：進(jìn)行加數(shù)、被加數(shù)和低位來(lái)的進(jìn)位信號(hào)相加，并根據(jù)求和結(jié)果給出該位的進(jìn)位信號(hào)。并根據(jù)求和結(jié)果給出該位的進(jìn)位信號(hào)。 5.4.4 加法器加法器低位低位進(jìn)位進(jìn)位向高位向高位進(jìn)位數(shù)進(jìn)位數(shù)SABCIABCIABCIABCIABCICOABABCIABCI()ABAB CI表5.4.3-3 全加器真值表5.4.4 加法器加法器 S A B Ci Co BA iCBA AB i)(CBA 1 CO CO 全加器邏輯電路圖：由兩個(gè)半加器與或門(mén)實(shí)現(xiàn)全加器邏輯電路圖：由兩個(gè)半加器與或門(mén)實(shí)現(xiàn)思考：思考： 能用能用7415174138設(shè)計(jì)全加器嗎設(shè)計(jì)全加器嗎?5.4.4 加法器加法器111

56、0100110010100全加器真值表全加器真值表 111011101001110010100000CSCBAABC有奇數(shù)個(gè)有奇數(shù)個(gè)1時(shí)時(shí)S為為1；ABC有偶數(shù)個(gè)有偶數(shù)個(gè)1和全為和全為0時(shí)時(shí)S為為0。-用全加器組成三位二進(jìn)制代用全加器組成三位二進(jìn)制代碼碼奇偶校驗(yàn)器奇偶校驗(yàn)器用全加器組成八位二進(jìn)制代碼用全加器組成八位二進(jìn)制代碼奇偶校驗(yàn)器，電路應(yīng)如何連接？奇偶校驗(yàn)器，電路應(yīng)如何連接？加法器的應(yīng)用加法器的應(yīng)用5.4.4 加法器加法器 多位加法器多位加法器多位數(shù)相加，采用并行相加串行進(jìn)位；相加的每一位多位數(shù)相加，采用并行相加串行進(jìn)位；相加的每一位都是帶進(jìn)位相加的，利用全加器實(shí)現(xiàn)。都是帶進(jìn)位相加的，利用

57、全加器實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)2個(gè)個(gè)4位二進(jìn)制位二進(jìn)制 和和 相加相加3210A A A A3210B B B B5.4.4 加法器加法器 依次將低位全加器的進(jìn)位輸出端依次將低位全加器的進(jìn)位輸出端CO接到高位全加器的接到高位全加器的進(jìn)位輸入端進(jìn)位輸入端CI ，任意，任意1位的加法運(yùn)算必須在低位的加法運(yùn)算必須在低1位的運(yùn)算完位的運(yùn)算完成之后才能進(jìn)行，這種進(jìn)位方式構(gòu)成的多位加法器，稱為成之后才能進(jìn)行，這種進(jìn)位方式構(gòu)成的多位加法器，稱為串行進(jìn)位加法器串行進(jìn)位加法器。 優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：運(yùn)算速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)缺點(diǎn)：運(yùn)算速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)5.4.4 加法器加法器超前進(jìn)位加法器超前

58、進(jìn)位加法器 通過(guò)邏輯電路事先得出每一位全加器的進(jìn)位輸入信號(hào)，通過(guò)邏輯電路事先得出每一位全加器的進(jìn)位輸入信號(hào)，無(wú)需從最低位開(kāi)始向高位逐位傳遞進(jìn)位信號(hào)，有效地提高無(wú)需從最低位開(kāi)始向高位逐位傳遞進(jìn)位信號(hào)，有效地提高運(yùn)算速度；采用這種結(jié)構(gòu)形式的加法器稱為運(yùn)算速度；采用這種結(jié)構(gòu)形式的加法器稱為超前進(jìn)位加法超前進(jìn)位加法器器，也稱為，也稱為快速進(jìn)位加法器快速進(jìn)位加法器。 全加器的和全加器的和 和進(jìn)位和進(jìn)位 的邏輯表達(dá)式的邏輯表達(dá)式: iSiC1iiiiSABC1()iiiiiiCABAB C定義兩中間變量定義兩中間變量 和和 : iGiPiiiGABiiiPAB2、并行進(jìn)位加法器（超前進(jìn)位加法器）、并行進(jìn)位

59、加法器（超前進(jìn)位加法器） iiiBAG iiiBAP進(jìn)位生成項(xiàng)進(jìn)位生成項(xiàng)進(jìn)位傳遞條件進(jìn)位傳遞條件11)(iiiiiiiiiCPGCBABAC進(jìn)位表達(dá)式進(jìn)位表達(dá)式1001230123123233233323310012012122122212210010110111011100001000CPPPPGPPPGPPGPGCPGCCPSCPPPGPPGPGCPGCCPSCPPGPGCPGCCPSCPGCCPS11iiiiiiCPCBAS和表達(dá)式和表達(dá)式4位超前進(jìn)位加位超前進(jìn)位加法器遞推公式法器遞推公式S0S1S2S3C3C0-1A0B0A1B1A2B2A3B3=1&1P0G0P1G1P2G2P3G311=1&=1&C0C1C21&=1=1=1=1&=1&超前進(jìn)位發(fā)生器超前進(jìn)位發(fā)生器5.4.4 加法器加法器超前進(jìn)位集成超前進(jìn)位集成4位加法器位加法器74HC28374HC283邏輯框圖邏輯框圖74HC283引腳圖引腳圖5.4.4 加法器加法器超前進(jìn)位加法器超前進(jìn)位加法器74HC283的應(yīng)用的應(yīng)用用兩片用兩片74HC283構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)加法器位二進(jìn)制數(shù)加法器。在片內(nèi)是超前進(jìn)位，而片與片之間是串行進(jìn)位。在片內(nèi)是超前進(jìn)位，而片與片之間是串行進(jìn)位。 A4 B4 A5 B5 A6