數(shù)字集成電路組合邏輯PPT學習教案

1、會計學1數(shù)字集成電路組合邏輯數(shù)字集成電路組合邏輯組合邏輯電路的分析分析步驟:(1) 根據(jù)邏輯電路圖,寫出輸出邏輯函數(shù)表達式;確定第2頁/共80頁例1: 分析下圖所示邏輯電路F=P2+P3+P4P2=AP1P3=BP1P4=CP1P1=ABC=(A+B+C)ABC真值表:A B C F0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 010 0 01 0 1 011 0 01 1 1 1邏輯功能: 一致電路=ABC+ABCP1P2P3P4&ABCF&1反演還原第3頁/共80頁 例2 如圖所示是一個可用于保險柜等場合的密碼鎖控制電路。開鎖的條件是：(1)要撥對密碼；(2)要將開

2、鎖控制開關S閉合。如果以上兩個條件都得到滿足，開鎖信號為1，報警信號為0，鎖打開而不發(fā)出報警信號。撥錯密碼則開鎖信號為0，報警信號為1，鎖打不開而警鈴報警。試分析該電路的密碼是多少。AB11&1&CD1F2FV5 S k1(開鎖信號)(報警信號)第4頁/共80頁AB11&1&CD1F2FV5 S k1BCDCBADCBADCBA 1DCBA 1開鎖信號報警信號1211 1FDCBAFDCBADCBAF 當A=1 B=0 C=0 D=1時, F1=1 密碼:1001密碼撥對時, F1=1 , F2=0 密碼撥錯時, F1=0 , F2=1 斷開S時, F1=0 ,

3、 F2=0 密碼鎖電路不工作動畫第5頁/共80頁Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B.A. .A BBY1.AB&YY3Y2.第6頁/共80頁反演律反演律吸收律第7頁/共80頁ABY001 100111001=A B第8頁/共80頁.A B.Y = AB AB .AB.BAYA B = AB +AB第9頁/共80頁=A B = 1ABY邏輯符號=A BABY001 100100111第10頁/共80頁Y&1.BA&C101AA=AC +BCY=AC BC 設：C=1封鎖打開選通A信號第11頁/共80頁Y&1.BA&C001設：C=0選

4、通B信號B=AC +BCY=AC BC第12頁/共80頁第13頁/共80頁例1設計一個三人表決邏輯電路，要求: 三人A、B、C各控制一個按鍵，按下為“1”，不按為“0”。多數(shù)（2）按下為通過。通過時L1，不通過L0。用與非門實現(xiàn)。LABC+5V要設計的邏輯電路第14頁/共80頁A B C L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 L= AC + BC + AB2、 寫出最簡“與或”式1、列真值表第15頁/共80頁3、用與非門實現(xiàn)邏輯電路BCACABLBCACABABCL&動畫第16頁/共80頁第1

5、7頁/共80頁第18頁/共80頁第19頁/共80頁第20頁/共80頁第21頁/共80頁解：設計要求中已經(jīng)規(guī)定了輸入輸出變量及其邏輯值的含義，不必重復，列真值表如下。A B C P Q0101010101010101010101XXXXXXXX0000011111水位低于A、B、C時，P、Q同時工作。水位低于A、B而高于C時，只有Q工作。水位低于C卻高于B，不可能出現(xiàn)，打叉?；喛傻茫築QBACP,第22頁/共80頁作邏輯圖如下：BQBACP,第23頁/共80頁 (取 Y=“1”( 或Y=“0” ) 列邏輯式取 Y = “1”對應于Y=1， 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1

6、 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1第24頁/共80頁CBACBACBACBAYABCCBACBACBAY BCACBACBACBA 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第25頁/共80頁YCBA01100111110&1010第26頁/共80頁 開工為“1”，不開工為“0”； G1和 G2運行為“1”，不運行為“0”。第27頁/共80頁0111 0 0 1 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

7、C G1 G2第28頁/共80頁ABCCABCBABCA1 GABCCBACBACBA2 GACBCAB1 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 1ABCCBACBACBA2 G第29頁/共80頁ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 GABCCBACBACBA2 GACBCAB1 G第30頁/共80頁ABCABC&G1G2第31頁/共80頁集成組合邏輯電路第32頁/共80頁 即編碼器控制信息編碼器二進制代碼編碼：賦予二進制代碼特定含義的過程稱為編碼

8、。如：8421BCD碼中，用1000表示數(shù)字8如：ASCII碼中，用1000001表示字母A等第33頁/共80頁編碼器第34頁/共80頁常用的二進制編碼器有三種：42線編碼器、83線編碼器和104線編碼器。 前一個數(shù)表示輸入的實際數(shù)值的個數(shù)，后者表示轉換成二進制數(shù)以后的位數(shù)。如42線編碼器，共有4個可能的輸入值：0、1、2和3它們分別占據(jù)一條輸入信號線，而轉換后的二進制編碼分別是：0001、10和11，只需要2位就足夠了，所以這種編碼器只有兩個輸出信號線。同理83線編碼器用3個二進制位對8個數(shù)編碼；104線編碼器則用4個二進制位對10個數(shù)編碼。第35頁/共80頁怎么實現(xiàn)42線編碼器呢？設有4個

9、輸入A、B、C和D分別代表0、1、2和3，再設有兩個輸出P和Q，而二進制數(shù)（PQ）B則分別對應輸入信號的編碼。注意：（ 即在同一時刻A、B、C、D中只有一個高電平）。列真值表A B C D P Q0 0 0 10 0 1 00 1 0 01 0 0 01 11 00 10 0其余情況不允許出現(xiàn)，寫出其表達式得：DCBADCBAQDCBADCBAP第36頁/共80頁現(xiàn)在問題來了：當只有信號A輸入時，即A1、BCD0，代入上面的公式得P0；Q0。這毫無疑問應該是正確的。當4個輸入信號都沒有來時，即ABCD0，代入上式得：P0；Q0。這兩種不同的輸入情況卻有相同的輸出，這個缺陷有時是非常嚴重的，必須

10、要想辦法改進。DCBADCBAQDCBADCBAP第37頁/共80頁 第38頁/共80頁0 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I輸入輸 出Y2 Y1 Y0第39頁/共80頁Y2 = 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 I7. .= I1 + I3+ I5 + I7第40頁/共80頁10000000111I7I6I5I4I3I1I2Y2Y1Y0第41頁/共80頁表

11、示十進制數(shù)10個編碼器第42頁/共80頁 00011101000011110001101100000000111第43頁/共80頁Y3 = I8+I9第44頁/共80頁10000000011101101001& 1 1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9第45頁/共80頁98983.IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 7I第46頁/共80頁十鍵8421碼編碼器的邏輯圖+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6

12、I7I8I91K10S001S12S23S34S45S56S67S78S89S9第47頁/共80頁第48頁/共80頁 輸 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 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1輸 出第49頁/共80頁Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B

13、 CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B C第50頁/共80頁CBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0 010000000AABBCC第51頁/共80頁0AS2-4線譯碼器ABCD0Y1Y2Y時時，當當 0 S3Y1AAEBECEDE第52頁/共80頁0AS 2-4線譯碼器ABCD0Y1Y2Y時時，當當 0 S3Y1AAEBECEDE00脫離總線數(shù)據(jù)第53頁/共80頁CT74LS139型譯碼器(a) 外引線排列圖；(b) 邏輯圖(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC

14、109161514131211CT74LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1第54頁/共80頁 輸 入 輸 出SA0A1Y0110000011001101110Y1Y2Y3111011101110111CT74LS139型譯碼器S = 0時譯碼器工作輸出低電平有效第55頁/共80頁GND Y S S S A A A71232106543210CCYY Y YY YY U16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 A A A21070YY 123S S S 1S0 S S 123第56頁/共80頁3A01232

15、1A A A S S S 89101112131415YYYYYYYY012321A A A S S S 01234567YYYYYYYY012A A A第57頁/共80頁第58頁/共80頁第59頁/共80頁012321A A A S S S 012A A A01234567YYYYYYYY第60頁/共80頁2. 計算機輸入/輸出接口地址譯碼電路 計算機輸入/輸出接口地址譯碼電路第61頁/共80頁二 十進制代碼第62頁/共80頁gfedcba 由七段發(fā)光二極管構成例：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低電平時發(fā)光高電平時發(fā)光共陽極接法ab

16、cgdefdgfecbagfedcba共陰極接法abcdefg第63頁/共80頁Q3 Q2Q1Q0agfedcb譯碼器二 十進制代碼100101111117個4位第64頁/共80頁gfedcbaQ3 Q2 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0

17、 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9第65頁/共80頁BS204A0A1A2A3CT74LS247+5V來自計數(shù)器七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖5107abcdefgRBI BI LTA11A22LT3BI4RBI5A36A07GND8911101213141516+UCCCT 74LS247CT74LS247型譯碼器的外引線排列圖abcdefg第66頁/共80頁第67頁/共80頁74HC4511顯示譯碼器驅動液晶數(shù)碼管的一個例子 第68頁/共80頁3. 加法器0 0 0 0 11+10101010不考慮低位來的進位半加器實現(xiàn)全加

18、器實現(xiàn)第69頁/共80頁第70頁/共80頁A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1BABABASABC .ABSCABC 第71頁/共80頁輸入-1表示低位來的進位AiBiCi-1SiCi第72頁/共80頁1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAS1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAC1ii1iiiiCACBBA1iiiCBA0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1第73頁/共80頁1ii1iiiiiCACBBAC1iiiiCBAS&=11CiSi&1B