數(shù)字電路第章new

第四章組合邏輯電路

4.1概述

4.2組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法4.3若干常用的組合邏輯電路（MSI）1.編碼器2.譯碼器3.數(shù)據(jù)選擇器4.加法器5.數(shù)值比較器4.1概述數(shù)字邏輯電路組合邏輯電路時序邏輯電路功能：輸出只取決于當前時刻的輸入。結(jié)構(gòu)：門電路組成，不包含記憶單元。功能：輸出取決于當前時刻的輸入和原來的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)：組合電路和記憶單元組成。組合邏輯電路的描述：

4.2組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法

一、分析方法

給定邏輯電路圖得到電路邏輯功能分析分析步驟：1.由給定的邏輯圖，從輸入到輸出逐級寫出邏輯式。2.用邏輯代數(shù)法或卡諾圖對邏輯式進行化簡（最簡與-或式）。3.列真值表。4.分析真值表特點，得到電路的邏輯功能。例1：分析下圖組合邏輯電路的功能。=AB+BC+AC特點：若輸入兩個或者兩個以上的1，輸出Y為1。功能：實際可作為多數(shù)表決電路。列真值表：練習：分析下圖的邏輯功能。

真值表特點：輸入相同為“0”；輸入不同為“1”。異或門=1ABY二、設(shè)計方法

1、根據(jù)實際邏輯問題進行邏輯抽象。已知實際邏輯問題

實現(xiàn)該功能的最簡電路

設(shè)計設(shè)計步驟：2、根據(jù)邏輯功能列出真值表，求出邏輯函數(shù)式。

3、選定邏輯器件。

(1)若選用SSI，則化簡函數(shù)式，并變換形式，畫出實現(xiàn)電路；(2)若選用MSI，則變換函數(shù)式形式，畫出實現(xiàn)電路。

（1）確定輸入變量和輸出變量；（2）邏輯賦值。例2、設(shè)計一個監(jiān)視交通信號燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個亮，否則視為故障狀態(tài)，發(fā)出報警信號，提醒有關(guān)人員修理。解：

1.邏輯抽象輸入變量：1--亮0--滅輸出變量：R（紅）Y（黃）G（綠）Z（有無故障）1--有0--無2.列真值表RYGZ000001010011100101110111100101113.卡諾圖化簡RYG0100011110111114.畫邏輯圖&1&&&11≥1RGYZ思考：用與非門和反相器構(gòu)成邏輯電路。5、用燈與非速門構(gòu)疤成邏辭輯電督路&1&&&11RGYZ&p2遵10：輸壞入變弄量：A、B、C輸出惱變量駕：MS、ML，工作靠為“1”，停柔止工傾作為楊“0”ABCMSML00000001100110111111列真儀值表：4.伶3若干蘿常用瘋的組螺合邏寒輯電私路4.個3川.感1編碼沸器（重油點：定義掠、邏饅輯真殖值表）編碼盾：用二洽進制憑代碼慌組合平表示極特定匠含義戀的輸陸入對嫌象（紋如文童字、職符捉號、數(shù)字嚇等）偉。二進姐制編始碼器二—十進沙制編雞碼器分類典：普通陣編碼象器優(yōu)先恰編碼疾器2n→n10所→4或Y1I1編碼器Y2YmI2In代碼輸出信息輸入編碼器框圖一、3位二女進制傘編碼萌器（跌且是普通桌編碼狀器）輸入權(quán)信號戚高電萬平有炎效函數(shù)表達式：編碼彩器電瞇路圖：二、墊優(yōu)先緒編碼訴器（74釣LS測14弓8）:片選信號；

:選通輸出端；:擴展端。低電即平有昨效74瓶LS迷14站8芯片鞏的管鏈腳分漫布圖三、淡二－高十進足制優(yōu)鍬先編題碼器瓶（74河LS籍14劈燕7）74艙LS職14更7芯片犬的管雄腳分任布圖練習庭：用與非套門設(shè)計走一個隊三變翅量判拿偶電測路。饞當輸捆入變縱量中個有偶烏數(shù)個1時，之輸出1；否梁則輸體出為0。4.艦3.妨2譯碼撇器（重點：定互義、侍分類俘、輸姜出扶與輸養(yǎng)入之詢間的蘆關(guān)系抖）1、定沿義、界分類2、實觸例介岸紹3、擴肌展問冊題4、應(yīng)魯用：輝用譯碧碼器鵲實現(xiàn)技邏輯俱函數(shù)1、定終義、菜分類譯碼告：編碼顧的逆辰過程聾，即存將每敵一組真輸入陸的二俯進制周代碼“翻譯”為一膊個高丙、低拜電平獵的輸顆出信協(xié)號。譯碼啟器就是撓實現(xiàn)蕩譯碼刻功能看的數(shù)炮字電劍路。二進鑰制譯刑碼器二－據(jù)十進主制譯虎碼器顯示柄譯碼叉器n(IN)→2n(OUT)4(IN)→10(OUT)BCD－七段顯示譯碼器:4(IN)→7(OUT)2、實貸例介話紹（1）3位二控進制逐譯碼依器：74限LS嘩13構(gòu)8輸出茅為低予電平屋有效引腳泥排列餃圖功能攻示意爬圖VCC地1324567816151413121110974LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6A0A1A2S3S2S1Y774LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6A0A1A2S3S2S1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A2STBSTC

STAY7輸入肅選通冤控制萍端最小妹項譯經(jīng)碼器74LS138功能表例：利用豈線譯額碼器荷分時漁將采銷樣數(shù)侄據(jù)送株入計養(yǎng)算機打。數(shù)據(jù)0001（2）二－謊十進縣制譯欣碼器雹：74匯LS陷14閃2在此不作詳細介紹，真值表見P178（3）顯寧示譯赴碼器桑（BC眼D－七段士顯示異譯碼弱器）二--味-十進制鍵編碼顯示污譯碼敞器顯示禽器件在數(shù)江字系杯統(tǒng)中崇，常常常需純要將姓運算恢結(jié)果爹用人餓們習旺慣的春十進唐制顯挖示出允來，驚這就禁要用肺到顯示御譯碼絡(luò)器。顯示飯器件診：常用連的是七段塞顯示他器。LE優(yōu)D七段瘋顯示燥器和液晶七段花顯示想器LE刑D七段埋顯示棚器的救兩種祥接法平：BC延D－七段城顯示全譯碼領(lǐng)器：74婦LS息48真值丟表共陰傍極74覆LS盯48芯片撿的管道腳分歇布圖完整的功能表請參考相應(yīng)的參考書。3、擴段展問配題用兩籌片3/棗8線譯乏碼器74箭LS斤13慕8擴展柱一個4/虛16線譯桐碼器育。P1嗽77例4.悉3.番24、應(yīng)用：用察譯碼辣器實與現(xiàn)邏牛輯函領(lǐng)數(shù)例1、用3/8線譯碼器74LS138和門電路產(chǎn)生如下多輸出邏輯函數(shù)。

解：令A2=A、A1=B、A0=C電路亭的接哥法為壤：3.燥3.缺3數(shù)據(jù)歷選擇靠器1、定椒義2、實置例介疼紹3、擴覆展問浮題4、應(yīng)仆用：矮用數(shù)賞據(jù)選兆擇器屈實現(xiàn)隔邏輯柔函數(shù)1、定摘義在數(shù)途字信臥號的瀉傳輸段過程飲中，從多開路輸脈入中以選擇火一路莖信號醬進行居輸出叨的電搏路，泳稱為數(shù)據(jù)字選擇醉器。輸入四信號輸出論信號數(shù)據(jù)瞇選擇揮器就散是一轉(zhuǎn)個多織路開鞋關(guān)。陸選擇梨哪一車路信箏號由昏相應(yīng)促的一蔬組控摩制信叔號控惡制。控制轉(zhuǎn)信號2、實啦例介絨紹（1）雙4選1數(shù)據(jù)見選擇該器：74岸LS首15飄3控制信號使能端輸入信號選擇屑端A1A0：為兩現(xiàn)個4選1數(shù)據(jù)醒選擇謎器共坦用。功能圖

功能圖

74LS151（2）8選1數(shù)據(jù)篩選擇臥器：74乎LS余15蔬1使能端控制信號3、擴辦展問賠題例：用一氧片雙4選1數(shù)據(jù)朱選擇哀器74掛LS破15房誠3組成甜一個8選1數(shù)據(jù)綠選擇雁器。A2=0默:(齒1)4選1工作騾；A2=1薯:(胞2)4選1工作備。電路睬連接欺圖：4、應(yīng)用：用陶數(shù)據(jù)股選擇閃器實桌現(xiàn)邏幣輯函丑數(shù)思路：抱邏輯奮函數(shù)莖→輸戰(zhàn)出表膜達式例1用8選1數(shù)據(jù)選擇器（高電平有效）實現(xiàn)以下邏輯函數(shù)：

解：

步驟:(1)寫出8選1數(shù)據(jù)選擇器的輸出表達式：

即函扔數(shù)式尺比較可法（2）變煤換邏佳輯函色數(shù)，惠向表去達式燃靠攏饅（出現(xiàn)兩的項統(tǒng)乘以1，未騰出現(xiàn)貫的項娘乘以0，未情出現(xiàn)卵的變帶量保謝留）則Y=Z撥,即可數(shù)據(jù)纖選擇個器來鴉實現(xiàn)珠邏輯遷函數(shù)Z令A2＝A途，括A1＝B，A0＝早C且D0＝D3＝D5＝D7＝1，D1＝D2＝D4＝D6＝0則接我線圖鳴為：A2＝A挎，擇A1＝B，A0＝稅C且D0＝D3＝D5＝D7＝1，D1＝D2＝D4＝D6＝0解：

(1)寫出4選1數(shù)據(jù)選擇器的輸出表達式：

（2）變耍換邏播輯函遲數(shù)，丟向表賺達式女靠攏令A1＝

G

，A0＝A且D0＝D1＝，D2＝R，D3＝1即可實現(xiàn)例2利用四選一選擇器實現(xiàn)如下邏輯函數(shù)。則接珍線圖僑為：令A1＝G，A0＝R且D0＝D3＝1，D1＝0，D2＝A即可氏實現(xiàn)則接親線圖拆為：用數(shù)灘據(jù)選禿擇器族設(shè)計饒邏輯鏡電路魯小結(jié)2.用n位控諒制端憐的數(shù)獲據(jù)選慘擇器抗，可快以產(chǎn)律生任妹何一塔種輸弄入變滑量數(shù)腫不大鼠于n+1的組繩合邏蕩輯函兔數(shù)。1.若要殺產(chǎn)生仗單輸萄出邏毫輯函備數(shù)時,可先炭考慮抬數(shù)據(jù)貢選擇以器。3.設(shè)計鹽時可神以采乞用函潮數(shù)式耀比較哀法。注：如果柏數(shù)據(jù)臟選擇雞器有督使能敲端，揚注意遲其接屬法。3.碗3.瘋4加法膛器一、盤一位量加法姑器二、掠多位畜加法單器三、哈應(yīng)用一、認一位貨加法柴器1、半醉加器半加朵器是塞只考輛慮兩港個加仰數(shù)本扎身，弱而不藥考慮潔來自份低位秤進位遷的邏江輯電篇路。CO啦=A園B邏輯圖符號圖2、全依加器全加墨器是保完成報兩個屋二進哄制數(shù)賞和相皮鄰低既位的囑進位慨相加怠的邏彎輯電列路。符號圖二、多位集加法帽器1、串辜行進流位加走法器缺點助：運算米速度夫慢2、超厚前進躲位加摘法器濕（并末行～針）：74懇LS證28惜3工作渣原理鹿了解絨，見拾課本19霸4符號圖三、牲應(yīng)用漆：用的加法旗器實浪現(xiàn)邏棄輯函段數(shù)1、若戀能化樣成輸入淚變量殖與常揚量相余加，則犯可用屈加法始器實?，F(xiàn)。例1、設(shè)計重一個肯代碼矩轉(zhuǎn)換剃電路監(jiān)，將BC籌D代碼促的84堵21碼轉(zhuǎn)疤成余3碼。(1詞97絕)2、邏閑輯函凳數(shù)能睬化成輸入離變量尸與另擱一組博輸入娃變量相加孫，也籍可用質(zhì)加法往器實洞現(xiàn)。例2、設(shè)計籃一電鉆路，深輸入計為84如21并B禍CD碼，吧要求毯：當勾輸入喉小于5時，擊輸出堅為輸制入數(shù)楊加2；當潛輸入坑大于澇等于5時，續(xù)輸出妹為輸抹入數(shù)飛加4。用4位加哈法器先及基藍本邏俘輯門哲實現(xiàn)耗。思路虎：輸入簡均是臭變量膚，可花將第充二組突變量綁用第法一奴組漏變量咐來表作示，爛即可煤實現(xiàn)詳。卡諾詢圖化火簡：ABDBCB2=A駝+B披D+肚BC電路連接圖：B2=A+BD+BC3、實迅現(xiàn)減法可用瘋加法籮器實慢現(xiàn)電路實現(xiàn)圖：3.罷3.據(jù)5數(shù)值濃比較巨器一、極一位扇數(shù)值邀比較芽器二、丙多位捕數(shù)值衣比較涌器一、幫一位六數(shù)值斬比較我器功能播表邏輯獵圖：二、貓多位密數(shù)值什比較雪器比較丙原則粉：1.先從辭高位乓比起趴，高玩位大趣的數(shù)納值一息定大芬。2.若高位溪相等礎(chǔ)，則彈再比爽較低缸位數(shù)照，最樂終結(jié)螞果由水低位帶的比滴較結(jié)胡果決馬定。4位數(shù)現(xiàn)值比比較器例的真油值表普：a3>b3唯10笨0a3=b3a2=b2a1=b1a0=b0010a3=b3a2=b2a1=b1a0<b00態(tài)01a3=b3a2=b2a1=b1a0>b010竹0a3=b3a2=b2a1<b10穩(wěn)01a3=b3a2=b2a1>b110末0a3=b3a2<b20惕01a3=b3a2>b2系10忙0a3<b3洋綁0