北科自動化數(shù)電pp6_第1頁
北科自動化數(shù)電pp6_第2頁
北科自動化數(shù)電pp6_第3頁
北科自動化數(shù)電pp6_第4頁
北科自動化數(shù)電pp6_第5頁
已閱讀5頁,還剩84頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

CHAPTER6FunctionsofCombinationalLogic6-1BasicAdders6-2ParallelBinaryAdders并行二進制加法器

6-3Comparators比較器6-4Decoders譯碼器6-5Encoders編碼器6-6CodeConverters代碼轉換器

6-7Multiplexers(DataSelectors)數(shù)據(jù)選擇器/多路復用(MUX)6-8Demultiplexers多路分用器/解雙工器(DEMUX)

6-9ParityGenerator/Checker奇偶校驗器IntroductiontoSeveralMSICombinationalCircuits介紹幾種常用的中規(guī)模組件 Inthischapteryoushouldknow:TheinternalfunctionalprincipleofeveryMSIchips(inbrief)ThoseMSIchipsarecombinationalcircuit(thatmeanstheyarecomposedoflogicgates);youshouldlearnhowtousethemFocusonthesetwoblocksnameddecoderanddataselectorwhichcanbeusedtoproducesomegivenlogicfunction6-1BasicAdders

(implementing1-bitaddition)

基本加法器6-1-1Half-Adder半加器6-1-2Full-Adder全加器

6-1-3Fulladderfromtwohalf-addercircuitsGeneralrulesofbinaryaddition:a.Produceacarrybitwheneverwehave2b.LSBaddition:withoutconsideringthecarrybit。c.Whenprocessingtheotherbits,weshouldacceptthreenumbers(twoinputbitsandacarrybit)d.Anytwobitswillproduceasumbitandaoutputcarrywhenbeadded.Half-adderFull-adder6-1-1Half-Adder(半加器)Howcouldweimplementthisfunctionusinglogiccircuit?Ahalf-adderisacombinationallogiccircuitthataddtogethertwoone-bitvaluesandproducesasumandacarryoutput.Thehalfpartofthenamecomesfromthelackofacarryinput.0+0=00+1=11+0=11+1=10ZeropluszeroequalszeroZeroplusoneequalsoneOnepluszeroequalsoneOneplusoneequalszerowithacarryofoneSimpleBinaryAdditionAfull-adderisacombinationallogiccircuitthataddstwoone-bitvaluesplusacarrybitandproducesasumandacarryoutput.Thefullpartofthenamecomesfromthecarryinputbit.6-1-2Full-Adder全加器

TruthtableSketchtheinternallogiccircuitoffull-adderaccordingtothebooleanexpression.6-1-3Fulladderfromtwohalf-addercircuits

6-2ParallelBinaryAdders

(implementingmore-bitaddition)

并行二進制加法器

6-2-1Two-bitparallelbinaryadder6-2-2Four-bitparallelbinaryadder

Howcouldan-bitparalleladderbeconstructed?An-bitadderrequiresn-1full-addersandonehalf-adder.Howcouldafull-adderbefunctionedasahalf-adder?6-2-1Two-bitparallelbinaryadderUsingtwofull-adderstoimplementA2A1+B2B1

thepinsofdouble-full-adderSN74LS183114SN74LS1831an1bn1cn-11cn1sn2cn-12cn2sn2an2bnUccGND6-2-2Four-bitparallelbinaryadder

四位并行二進制加法器ripplecarry(串行進位)addershowing“worst-case”carrypropagationdelays.

CascadingFull-Adders串行全加器Look-AheadCarryadder:超前進位加法器:Carrygeneration:CgCarrypropagation:CpP191fourfull-addersoutputequation.4位超前進位加法器74LS283內部結構Anotherapplicationofadder:Avotingsystem6-3Comparators

數(shù)值比較器Acomparatorsisacombinationallogiccircuitthatcomparestwobinaryinputvaluesandproducesresultsthatspecifytherelativevalueofoneinputwithrespecttotheother.OutputsofsomecomparatorsspecifywhetherA=B,othersmayspecifyA=B,A>BandA<B.Wewillfocusonthesecondcomparators.BinaryComparators二進制比較器Functiondescription1-BitComparator&&1ABA<BA>BA=BABA>BA<BA=BLogicdiagramLogicsymbolComparingprinciple:1.先從高位比起,高位大的數(shù)值一定大。2.若高位相等,則再比較低位數(shù),最終結果由低位的比較結果決定。more-BitComparatorTruthtableforfour-bitcomparatora3>b3

100a3=b3a2=b2a1=

b1a0=b0

010a3=b3a2=b2a1=

b1a0<b0

001a3=b3a2=b2a1=

b1a0>b0

100a3=b3a2=b2a1<b1

001

a3=b3a2=b2a1>

b1

100a3=b3a2<b2

001a3=b3a2>b2

100a3<b3

001

input

output

a3b3a2b2a1b1a0b0

LES

(A>B)(A=B)(A<B)根據(jù)比較規(guī)則,可得到四位數(shù)值比較器邏輯式:A=B:A<B:AB:Pindiagramandlogicsymbolforthe74HC854-bitmagnitudecomparator.A=B:A<B:AB:例1:七位二進制數(shù)比較器。(采用兩片85)“1”必接好(A>B)L(A<B)LA>BA=BA<BA1B1A0B0A3B3A2B2(A=B)L74LS85(A>B)L(A<B)LA>BA=BA<BA1B1A0B0A3B3A2B2(A=B)L74LS85(1)(2)a3a2a1a0a6a5a4Ab3b2b1b0b6b5b4B高位片低位片6-5Encoders

編碼器EncodersAnencoderisacombinationallogiccircuitthataccepts2n

binaryinputsandproducesndataencodedoutputvalues.An8-to-3encoderhaseightinputlinesandthreeoutputlines.Whenoneofthedatainputsisactive,theoutputcodethatrepresentsthatvalueisgenerated.8-line-to-3-lineencoder(8線-3線編碼器)

2priorityencoder(優(yōu)先編碼器)3Decimal-to-BCDencoder(二-十進制編碼器)8-line-to-3-lineencoder設八個輸入端為I1I8,八種狀態(tài),與之對應的輸出設為F1、F2、F3,共三位二進制數(shù)。設計編碼器的過程與設計一般的組合邏輯電路相同,首先要列出狀態(tài)表(即真值表),然后寫出邏輯表達式并進行化簡,最后畫出邏輯圖。Truthtable(active-lowinput)I1I2I3I4I5I6I7I8&&&F3F2F1LogicdiagramPriorityencoder(優(yōu)先編碼器)Logicdiagramof74LS148選通輸入端選通輸出端擴展端Functiondescription1XXXXXXXX11111

01111111111101

0XXXXXXX0

00010

0XXXXXX01

00110

0XXXXX011

01010…………

001111111

11110Functiontableof74LS148Example:用兩片74LS148接成16線-4線優(yōu)先編碼器二十進制編碼器的作用:將十個狀態(tài)(對應于十進制的十個代碼)編制成BCD碼。十個輸入需要幾位輸出?四位輸入:I0I9輸出:F4

F1Decimal-to-BCDencoderLogicsymbolforadecimal-to-BCDencoder.

TruthtableActive-lowinputPindiagramandlogicsymbolforthe74HC147decimal-to-BCDpriorityencoder(HPRImeanshighestvalueinputhaspriority).

Application:Asimplifiedkeyboardencoder.

Assignments:(duetonextMonday)P2326、8、12補充作業(yè)題:用4片74LS148組成32線-5線優(yōu)先編碼器,允許附加必要的門電路。6-4Decoders

譯碼器6-4-1Binarydecoder(二進制譯碼器)6-4-2BCD-to-decimaldecoder(BCD碼-十進制譯碼器)6-4-3BCD-to-7-segementdecoder(BCD碼-七段顯示驅動譯碼器)6-4-1Binarydecoder二進制譯碼器的作用:將n種輸入的組合譯成2n種電路狀態(tài)。也叫n2n線譯碼器。譯碼器的輸入——一組二進制代碼譯碼器的輸出——一組高低電平信號Binaryinputs

Active-lowoutputs4-line-to-16-linedecoderWhatdoyoufigureoutfromtheabovetruthtable?n-2n

線譯碼器,包含了n變量所有的最小項。加上或門或與非門,可以組成任何形式的輸入變量小于n的組合邏輯函數(shù)。若要產生多輸出邏輯函數(shù)時,使用譯碼器+門電路較有利。tip例:用2-4線譯碼器產生一組多輸出函數(shù)。接線圖11Z2Z1練習題:用74LS138譯碼器和門電路產生如下多輸出邏輯函數(shù)。3-line-to-8-line74LS138decoder譯碼器的多片擴展利用譯碼器的使能控制端可以將多片n-2n線譯碼器組成(n+1)-2(n+1)線譯碼器或更大的譯碼器。例:用兩片74LS138接成4線-16線譯碼器6-4-2BCD-to-decimaldecoder二十進制編碼顯示譯碼器顯示器件在數(shù)字系統(tǒng)中,常常需要將運算結果用人們習慣的十進制顯示出來,這就要用到專門的顯示譯碼器。顯示器件:常用的是七段顯示器件。6-4-3BCD-to-7-segementdecoderLED:light-emittingdiode發(fā)光二極管LCD:liquidcrystaldisplay液晶顯示器Arrangementsof7-segmentLEDdisplays.

abcdfgabcdefg111111001100001101101e七段顯示器件的工作原理:Step1.The1saremappeddirectlyfromtheabovetable.Step2.Allofthe“don’tcare”areplacedonthemap.Step3.The1saregroupedasshownP144figure4-46MinimumSOPlogicexpressionforthesegment-a.顯示譯碼器:11474LS49BCBIDAeabcdfgUccGND74LS49的管腳圖消隱控制端74LS49的功能表(簡表)輸入輸出顯示DABIag10XXXX0000000消隱8421碼譯碼顯示字型74LS49與七段顯示器件的連接:74LS49是集電極開路,必須接上拉電阻bfacdegbfacdegBIDCBA+5V+5V關于OC門的介紹:/shudian/netpages/dig2_2.htm6-8Multiplexers(DataSelectors)

多路復用器/數(shù)據(jù)選擇器(MUX)AMUXisadevicethatallowsdigitalinformationfromseveralsourcestoberoutedontoasinglelinefortransmissionoverthatlinetoacommondestination.Thebasicmultiplexerhasseveraldata-inputlinesandasingleoutputline.從一組數(shù)據(jù)中選擇一路信號進行傳輸?shù)碾娐?,稱為數(shù)據(jù)選擇器。6-7-14-inputmultiplexer6-7-2Expandedmultiplexers6-7-3Multiplexerasalogicfunctiongenerator控制信號輸入信號輸出信號數(shù)據(jù)選擇器類似一個多路開關。選擇哪一路信號由相應的一組控制信號控制。A0A1D3D2D1D0W6-7-14-inputmultiplexer4-inputmultiplexerWaveform

雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153功能表控制端:為或,低電平有效。選擇端A1A0

:為兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器共用。其中例:用一片74LS153組成8選1:A2=0:(1)工作;A2=1:(2)工作。D1D7D0D2D3D4D5D6Y1D01D11D21D32D02D12D22D374LS153(1)(2)BAA2(低位)(高位)A0A1選擇信號(三位)16-7-2Expandedmultiple

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論