第7周數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課件小課

1、復(fù)習(xí)譯碼器174LS138譯碼器的應(yīng)用用一片74HC138實(shí)現(xiàn)函數(shù)解：首先將函數(shù)式變換為最小項(xiàng)之和的形式使用譯碼器實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)：變換為最小項(xiàng)取反后的與非式對(duì)應(yīng)為相應(yīng)輸出的與非式274LS138譯碼器的應(yīng)用 在譯碼器的輸出端加一個(gè)與非門(mén)，即可實(shí)現(xiàn)給定的組合邏輯函數(shù)。A為高位3主要內(nèi)容及要求1、掌握編碼器的工作原理2、熟練掌握多路復(fù)用器（數(shù)據(jù)選擇器）的工作原理及應(yīng)用電路3、了解代碼轉(zhuǎn)換器的工作原理電地暖 4編碼器 編碼器是一個(gè)邏輯電路的組合，基本上譯碼器功能的反操作，編碼器可以設(shè)計(jì)用來(lái)對(duì)各種不同的符號(hào)和字母進(jìn)行編碼。能將每一個(gè)編碼輸入信號(hào)變換為不同的二進(jìn)制的代碼輸出。 如BCD編碼器：將1

2、0個(gè)編碼輸入信號(hào)分別編成10個(gè)4位碼輸出。如8線-3線編碼器：將8個(gè)輸入的信號(hào)分別編成 8個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)碼輸出。5編碼器 十進(jìn)制BCD編碼器有十個(gè)輸入端，每個(gè)十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入端，四個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)BCD代碼。十進(jìn)制輸入BCD輸出6十進(jìn)制BCD編碼器十進(jìn)制數(shù)BCD 碼A3A2A1A0000001000120010300114010050101601107011181000910017十進(jìn)制BCD編碼器 十進(jìn)制BCD編碼器邏輯圖8十進(jìn)制BCD編碼器 當(dāng) 5和 6同時(shí)出現(xiàn)高電平時(shí)， A3=0, A2=1, A1=1, A0=1, BCD 輸出時(shí) 0111 (代表7) 。 引出優(yōu)先權(quán)編碼器。 9優(yōu)先權(quán)

3、編碼器優(yōu)先編碼器的提出： 實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常有兩個(gè)或更多輸入編碼信號(hào)同時(shí)有效。 必須根據(jù)輕重緩急，規(guī)定好這些外設(shè)允許操作的先后次 序，即優(yōu)先級(jí)別。 識(shí)別多個(gè)編碼請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別，并進(jìn)行相應(yīng)編碼的邏輯部件稱為優(yōu)先編碼器。1074HC147 十進(jìn)制-BCD編碼器 74HC147為優(yōu)先十進(jìn)制BCD編碼器，對(duì)于十進(jìn)制數(shù)1到9，輸入低電平有效，且為BCD低電平有效輸出。如果6和3均為有效輸入，BCD輸出為6的BCD碼0110。引腳圖邏輯圖1174HC147 十進(jìn)制-BCD編碼器 74HC147為優(yōu)先十進(jìn)制BCD編碼器的功能表1274LS148 8線-3線編碼器 74LS148為優(yōu)先編碼器，它有8個(gè)低電平

4、有效輸入端和3個(gè)二進(jìn)制低電平有效輸出端，可以用于把八進(jìn)制輸入轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制代碼。1374LS148 8線-3線編碼器 74LS148為優(yōu)先編碼器功能表使能輸入級(jí)聯(lián)使能輸出擴(kuò)展端1474LS148 8線-3線編碼器 兩片74LS148為優(yōu)先編碼器芯片擴(kuò)展成為16線輸入4線輸出編碼器。二進(jìn)制輸出15編碼器的應(yīng)用 鍵盤(pán)編碼器是一個(gè)典型的應(yīng)用例子，使用一片74HC147優(yōu)先權(quán)十進(jìn)制BCD編碼器。所有的BCD反碼線路為高電平時(shí)，表示為0。不需要編碼。BCD反碼16多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 多路復(fù)用器允許幾個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)一條單一的線路傳送到一個(gè)共同的地方?；镜亩嗦窂?fù)用器有幾條數(shù)據(jù)輸入線和一條單一的輸出線，

5、它還有數(shù)據(jù)選擇線，用于把輸入線中任何一條線上的數(shù)據(jù)和輸出線聯(lián)通。 多路復(fù)用器也被稱為數(shù)據(jù)選擇器。 17多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 數(shù)據(jù)選擇的功能：在通道選擇信號(hào)的作用下，將多個(gè)通道的數(shù)據(jù)分時(shí)傳送到公共的數(shù)據(jù)通道上去的。18多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 4選1 數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器的邏輯符號(hào)數(shù)據(jù)選擇數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出19多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 4選1 數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器的邏輯圖20多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 4選1 數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器的功能數(shù)據(jù)選擇輸入選中的輸入S1S000D001D110D211D3由功能表可得:1、僅當(dāng)S1=0和S0=0時(shí)，Y=D0，即2、僅當(dāng)S1=0和S0=1時(shí)，Y=D1

6、，即以此類推，Y的總的表達(dá)式為：21多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 例6.14 如圖(a)所示的數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)選擇波形，加在4選1的多路選擇器上，給出輸出波形。選擇端數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出22多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 74HC157 四個(gè)二輸入數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器引腳圖邏輯符號(hào)數(shù)據(jù)選擇使能23多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 74HC157 四個(gè)二輸入數(shù)據(jù)選擇器功能表輸入輸出使能Enable數(shù)據(jù)選擇Data select數(shù)據(jù)輸入YABHXXXLLLLXLLLHXHLHXLLLHXHH24多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 74LS151 八輸入數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器引腳圖邏輯符號(hào)25多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 74LS15

7、1 八輸入數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器的功能表輸入輸出選擇端使能ENYYS2S1S0XXXHLHLLLLD0D0LLHLD1D1LHLLD2D2LHHL D3D3HLLLD4D4HLHLD5D5HHLLD6D6HHHLD7D726多路復(fù)用器(數(shù)據(jù)選擇器) 例6.15 實(shí)用74LS151芯片及其它任何需要的邏輯，把16條數(shù)據(jù)線路分配到一條單一的數(shù)據(jù)輸出線上。利用使能端作為最高位的數(shù)據(jù)選擇端高位片低位片27數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用數(shù)據(jù)選擇器組成邏輯函數(shù)產(chǎn)生器控制Di ，就可得到不同的邏輯函數(shù)。當(dāng)D0 =D3=D5 = D7=0D1 =D2=D4= D6=1 時(shí)：當(dāng)D0 =D3=D5 = D7=1D1 =D2=D4

8、= D6=0 時(shí)：D7YYE74LS151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0當(dāng)E=0時(shí)：28數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 例6.16 使用一個(gè)74LS151八輸入數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)如表所示的具體的邏輯函數(shù)。輸入輸出A2A1A0Y0000001101000111100010111101111029數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 例6.16 解：實(shí)現(xiàn)如圖所示：輸入變量30代碼轉(zhuǎn)換器 代碼轉(zhuǎn)換器類似于編碼器，把一種代碼轉(zhuǎn)換成另一種代碼。 BCD 二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 格雷碼 二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù) 格雷碼的轉(zhuǎn)換31代碼轉(zhuǎn)換器 1、用一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示BCD數(shù)字中的每個(gè)位的數(shù)值或權(quán)； 2、在BCD數(shù)字中，所有用二進(jìn)制表示的位的權(quán)是

9、1的相加； 3、相加的結(jié)果就是BCD數(shù)字等效的二進(jìn)制數(shù)。 BCD 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換32代碼轉(zhuǎn)換器 BCD 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換 例: 將 BCD碼 1000 0111 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)： 十位數(shù) 個(gè)位數(shù) 權(quán)： 80 40 20 10 8 4 2 1 B3 B2 B1 B0 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 0 1 1 1 1000 0111BCD= ( 80+4+2+1 )D=01010111B 33代碼轉(zhuǎn)換器 BCD 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換 可以用加法電路實(shí)現(xiàn) BCD碼到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換。 加法電路把BCD碼中的每一列1相加，只有當(dāng)相對(duì)應(yīng)的BCD位為1時(shí)，這個(gè)1處在加法運(yùn)算的相應(yīng)列上。 加法器BCD碼輸入二進(jìn)制數(shù)輸出

10、34復(fù)習(xí) 二進(jìn)制到格雷碼的轉(zhuǎn)換 步驟1：格雷碼中的最高有效位（最左邊）等同于二進(jìn)制數(shù)中相應(yīng)的最高有效位（MSB）； 步驟2：從左到右，加上每一對(duì)相鄰的二進(jìn)制編碼位，從而得到下一個(gè)格雷碼。舍去進(jìn)位。 二進(jìn)制數(shù)是 10110， 格雷碼是 11101。35代碼轉(zhuǎn)換器 二進(jìn)制 格雷碼的轉(zhuǎn)換 步驟1：格雷碼中的最高有效位（最左邊）等同于二進(jìn)制數(shù)中相應(yīng)的最高有效位（MSB）； 步驟2：從左到右，加上每一對(duì)相鄰的二進(jìn)制編碼位，從而得到下一個(gè)格雷碼。舍去進(jìn)位。二進(jìn)制格雷碼36復(fù)習(xí)格雷碼到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換 步驟1：二進(jìn)制編碼中的最高有效位（最左邊）等同于格雷碼中相應(yīng)的最高有效位（MSB）； 步驟2：將所產(chǎn)生的每個(gè)二進(jìn)制編碼位加上下一相鄰位置的格雷碼位。舍去進(jìn)位。 格雷碼是 11011，二進(jìn)制編碼是 10010。37代碼轉(zhuǎn)換器格雷碼 二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換 步驟1：二進(jìn)制編碼中的最高有效位（最左邊）等同于格雷碼中相應(yīng)的最高有效位（MSB）； 步驟2：將所產(chǎn)生的每個(gè)二進(jìn)制編碼位加上下一相