中等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)國家規(guī)劃教材及配套教學(xué)課件

1、 中等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)國家規(guī)劃教材及配套教學(xué)用書 電子線路 第8章 組合邏輯電路 教學(xué)演示文稿 主編 陳振源教材介紹組合邏輯電路是由與門、或門、與非門、或非門等幾種邏輯電路組合而成的，它的基本特點是：輸出狀態(tài)僅取決于該時刻的輸入信號，與輸入信號作用前的電路狀態(tài)無關(guān)。本章先介紹組合邏輯電路的基本知識，然后介紹編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器等常見的組合邏輯電路原理及使用方法。 8.1 組合邏輯電路的基本知識 8.3 譯碼器 8.2 編碼器 8.4 數(shù)據(jù)選擇器及分配器 本章小結(jié) 8.1.1 組合邏輯電路的讀圖方法 組合邏輯電路的讀圖一般按以的步驟進(jìn)行： 組合邏輯電路的讀圖步驟 根據(jù)給定

2、的邏輯原理電路圖，由輸入到輸出逐級推導(dǎo)出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式。 對所得到的表達(dá)式進(jìn)行化簡和變換，得到最簡式。 依據(jù)簡化的邏輯函數(shù)表達(dá)式列出真值表，根據(jù)真值表分析、確定電路所完成的邏輯功能。 8.1 組合邏輯電路的基本知識 例題 讀右圖，分析電路的邏輯功能。 解：第一步，根據(jù)電路逐級寫出邏輯表達(dá)式。 例題邏輯電路 第二步，對邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡。 第三步，由化簡邏輯函數(shù)表達(dá)式列出真值表。 第四步，根據(jù)真值表分析確定邏輯功能為： “ 一致判別電路” 8.1.2 組合邏輯電路的設(shè)計 組合邏輯電路的設(shè)計就是根據(jù)給定的功能要求，畫出實現(xiàn)該功能的邏輯電路。 組合邏輯電路的設(shè)計步驟為： 組合邏輯電路的設(shè)計步驟

3、根據(jù)實際問題的邏輯關(guān)建立真值表； 由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式； 化簡邏輯函數(shù)式； 根據(jù)邏輯函數(shù)式畫出由門電路組成的邏輯電路圖。在數(shù)字電路中，經(jīng)常要把輸入的各種信號轉(zhuǎn)換成若干位二進(jìn)制碼，這種轉(zhuǎn)換過程稱為編碼。完成編碼功能的組合邏輯電路稱為編碼器 。8.2.1 二進(jìn)制編碼器能夠?qū)⒏鞣N輸人信息編成二進(jìn)制代碼的電路稱為二進(jìn)制編碼器。3位二進(jìn)制編碼器的功能示意如下圖。I0、I1、I2、I7表示8路輸入，分別代表十進(jìn)制數(shù)0、1、2、7的8個數(shù)字。編碼器的輸出是3位二進(jìn)制代碼，用Y0、Y1、Y2表示。 8.2 編碼器 3位二進(jìn)制編碼器示意圖 3位二進(jìn)制編碼器的邏輯函數(shù)表達(dá)式 ： Y0=I1+I3+I5+I7

4、 Y1=I2+I3+I6+I7 Y2=I4+I5+I6+I7普通編碼器在任何時刻只能對0、1、2、7中的一個輸入信號進(jìn)行編號，不允許同時輸入兩個1。 編碼輸出3位二進(jìn)制編碼器邏輯圖 8.2.2 二十進(jìn)制編碼器將十進(jìn)制數(shù)09的十個數(shù)字編成二進(jìn)制代碼的電路，叫做二一十進(jìn)制編碼器。二十進(jìn)制編碼器的功能示意如下圖， I0、I1、I2、I9表示10個輸入端，分別代表十進(jìn)制數(shù)0、1、2、9的10個數(shù)字。編碼器的輸出Y0、Y1、Y2、Y3表示8421BCD編碼。 二一十進(jìn)制編碼器示意圖 74LS147是一種常用的842lBCD碼集成優(yōu)先編碼器，它有 的10個輸入端，有 的4位BCD碼輸出。輸入、輸出均為低電

5、平有效，即0表示有信號，1表示無信號，其真值表見下表。4LSl47集成電路引腳功能圖 譯碼的功能是把某種代碼“翻譯”成一個相應(yīng)的輸出信號，例如把編碼器產(chǎn)生的二進(jìn)制碼復(fù)原為原來的十進(jìn)制數(shù)就是一個典型的應(yīng)用。8.3.1 通用譯碼器通用譯碼器常用的有二進(jìn)制譯碼器、二一十進(jìn)制譯碼器。1二進(jìn)制譯碼器（1）類型 將二進(jìn)制碼按其原意翻譯成相應(yīng)的輸出信號的電路，稱為二進(jìn)制譯碼器。24線譯碼器，即有2條輸入線A0、A1，有4種輸入信息00、01、10、11，輸出的4條線Y0Y3分別代表0、1、2、3四個數(shù)字。 24線譯碼器 38線譯碼器38線譯碼器則有3條輸入線A0、A1、A2，8條輸出線Y0Y7。 8.3 譯

6、碼器 （2）典型譯碼器 74LS138的邏輯圖及外引腳排列如右圖所示，它有3條輸入線A0、A1、A2，8條輸出線Y0Y7，輸出低電平時表示有信號，高電平表示無信號。 74LS138集成譯碼器引腳功能圖 2二十進(jìn)制譯碼器將BCD碼翻譯成對應(yīng)的10個十進(jìn)制輸出信號的電路稱為二一十進(jìn)制譯碼器。74LS42譯碼器的集成電路引腳排列如右圖所示。 74LS42譯碼器引腳功能 8.3.2 顯示譯碼器顯示譯碼器的功能是將輸入的BCD碼譯成能用于顯示器件的十進(jìn)制數(shù)的信號，并驅(qū)動顯示器顯示數(shù)字。顯示譯碼器通常由顯示譯碼集成電路和顯示器兩部分組成。 顯示譯碼器的組成1.數(shù)碼顯示器 半導(dǎo)體數(shù)碼管實物照片如圖所示，它是

7、將7個發(fā)光二極管（LED）排列成“日”字形狀制成的。 （a）實物照片 (b)發(fā)光線段分段圖 (c)發(fā)光線段組成的數(shù)字圖形 七段數(shù)碼顯示器 半導(dǎo)體數(shù)碼管的7個發(fā)光二極管內(nèi)部接法可分為共陰極和共陽極兩種 。 (a)共陰極 (b)共陽極 數(shù)碼管內(nèi)部的發(fā)光二極管電路 CT5449外引腳排圖 2顯示譯碼集成電路 顯示譯碼集成電路CT5449的外引腳排列如圖所示，A0、A1、A2、A3為BCD碼的4個輸入端，Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg為七段碼的7個輸出端，與數(shù)碼管對應(yīng)的a、b、c、d、e、f、g引腳連接， 為消隱控制端。應(yīng)用提示 對于共陰極數(shù)碼管，與其配套的顯示譯碼集成電路的輸出端YaYg必

8、須是低電平有效的，對于共陽極數(shù)碼管，與其配套的顯示譯碼集成電路的輸出端YaYg應(yīng)為高電平有效的。 裝接顯示譯碼器時，若出現(xiàn)數(shù)碼管沒有任何顯示的故障，應(yīng)先檢查數(shù)碼管的公共端有沒有漏接線，消隱控制端的電平設(shè)置是否正確；其次應(yīng)檢查數(shù)碼管與顯示譯碼集成電路是否配套。 數(shù)碼管的顯示若出現(xiàn)缺段的故障，應(yīng)先查顯示譯碼集成電路與數(shù)碼管的連接是否良好；其次可通過替換數(shù)碼管以確定器件是否良好；若數(shù)碼管沒問題，則是譯碼集成電路有問題，應(yīng)更換之。 若出現(xiàn)數(shù)碼管顯示偏暗的問題。首先用萬用表測工作電壓是否偏低，不正常時應(yīng)排除電源電路的故障；其次可通過適當(dāng)調(diào)小數(shù)碼管的限流電阻值來提高顯示亮度。 應(yīng)用實例 用顯示譯碼器CT5

9、449構(gòu)成的閃爍數(shù)碼顯示器如下圖所示。 閃爍數(shù)碼顯示器 圖中CC4011構(gòu)成多諧振蕩器，當(dāng)E端為高電平時，振蕩器輸出1Hz左右的矩形脈沖耦合到CT5449的消隱控制端。當(dāng)矩形脈沖高電平時， =1，顯示器正常顯示；當(dāng)矩形脈沖的低電平時， =0，顯示器不能正常工作，即顯示器七段全滅，不顯示。因此，顯示器是以每秒一次的頻率閃爍顯示。數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器構(gòu)成的數(shù)據(jù)總線傳輸系統(tǒng)如圖所示。 數(shù)據(jù)傳輸示意 8.4.1 數(shù)據(jù)選擇器8選1數(shù)據(jù)選擇器74HC151的作用相當(dāng)于單刀八擲開關(guān)。74HC151引腳排列圖 74HC151邏輯功能示意 8.4 數(shù)據(jù)選擇器及分配器 8.4.2 數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器的功能和數(shù)

10、據(jù)選擇器相反，它能根據(jù)地址信號將輸入數(shù)據(jù)按需要分配到多路裝置中的某一對應(yīng)的輸入端去。 1雙4路數(shù)據(jù)分配器 雙4路數(shù)據(jù)分配器集成電路74HC139的功能類似兩個單刀多擲開關(guān)。 74HCl39集成電路引腳 74HCl39等效功能28 路數(shù)據(jù)分配器二進(jìn)制譯碼器74LS138可用作8路數(shù)據(jù)分配器。使用時將74LS138的A0、A1、A2作為數(shù)據(jù)分配器的地址輸入端，將 、 腳并接后作為數(shù)據(jù)分配器的使能端 ，另一使能端SA作為數(shù)據(jù)輸入端。74LS138用作8路數(shù)據(jù)分配器 圖（a）為數(shù)據(jù)選擇器74LS251與數(shù)據(jù)分配器74LS138通過總線相聯(lián)，構(gòu)成的典型的數(shù)據(jù)總線傳輸系統(tǒng)，功能如圖（b）所示。 （a）邏輯

11、電路 （b）功能示意圖 數(shù)據(jù)總線傳輸系統(tǒng)應(yīng)用實例 本 章 小 結(jié) 1組合邏輯電路的讀圖是根據(jù)已知的邏輯電路，找出輸出與輸人信號間的邏輯關(guān)系，確定電路的邏輯功能。2組合邏輯電路的設(shè)計是電路分析的逆過程，其任務(wù)是根據(jù)需要設(shè)計一個符合邏輯功能的最佳邏輯電路。3組合邏輯電路現(xiàn)多采用集成電路來實現(xiàn)，組合邏輯電路種類很多，應(yīng)用也很廣泛，常見的有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器等，本章討論了以上常用集成組合邏輯電路的功能、工作原理及應(yīng)用方法。4編碼器是將輸入的電平信號編制成二進(jìn)制代碼，而通用譯碼器的功能正好相反，它是將輸入的二進(jìn)制數(shù)碼譯成相應(yīng)的輸出信號。顯示譯碼器的功能是將輸入的BCD碼譯成能用于顯示

12、器件的十進(jìn)制數(shù)的信號，并驅(qū)動顯示器顯示數(shù)字。5數(shù)據(jù)選擇器為多輸入端、單輸出端的組合邏輯電路，它在地址輸入碼的控制下，從多路輸入通道中選擇其中的一路信號輸出。而數(shù)據(jù)分配器則為單輸入端、多輸出端的組合邏輯電路，在地址輸入碼的控制下，將輸入數(shù)據(jù)分配到相應(yīng)的輸出端去。謝謝！ Thanks !電子線路編寫組制作 Chen-zhenyuan本資料僅供課堂教學(xué)使用圖文未經(jīng)允許不得復(fù)制出版 教 材 簡 介書名：電子線路（雙色）（附學(xué)習(xí)卡） 作者：陳振源出版單位：高等教育出版社 出版日期：2006-06-01書號：7-04-018716-7適用層次：中職定價：29.20本書參照教育部頒布的中等職業(yè)學(xué)校電子線路教學(xué)大綱，根據(jù)近幾年中職生源的變化情況，貫徹落實“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的職業(yè)教育辦學(xué)指導(dǎo)思想，結(jié)合相關(guān)行業(yè)的職業(yè)技能鑒定規(guī)范，力圖貼近生產(chǎn)實際，貼近崗位需求。本書的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體器件、放大電路基礎(chǔ)、常用放大器、直流穩(wěn)壓電源、正弦波振蕩器、高頻信號處理電路、數(shù)字電路基礎(chǔ)、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與變換等。教材中的“應(yīng)用