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課程代碼：00830040第五章
標(biāo)準(zhǔn)模塊化組合邏輯(1)1課程回顧????二進(jìn)制編碼布爾代數(shù)開(kāi)關(guān)函數(shù)和開(kāi)關(guān)電路組合電路分析與綜合?組合電路的刻畫(huà)：輸入、輸出、函數(shù)。?組合電路的化簡(jiǎn)???開(kāi)關(guān)函數(shù)的化簡(jiǎn)卡諾圖法Q-M法??重點(diǎn)：電路設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和基本方法。問(wèn)題：過(guò)程比較繁雜，對(duì)于稍大型的設(shè)計(jì)并不一定采用。數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日25.1自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)?自頂向下(top-down)設(shè)計(jì)?將設(shè)計(jì)分解為已經(jīng)定義的或者容易實(shí)現(xiàn)的多個(gè)簡(jiǎn)單電路?一般是樹(shù)形的結(jié)構(gòu)?自底向上(bottom-up)設(shè)計(jì)??組合：將已完成的設(shè)計(jì)互連而完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)重用?項(xiàng)目管理的要求數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日3模塊化設(shè)計(jì)實(shí)例(1)SelectCodeS10S20OutputFunctionA+B011101A
-Bmin(A,B)max(A,B)BData
acquisitionTop
levelsystemBBB312Level
2Input
sensor
dataComputevaluesSelectoutput*B11B12B21B22B23B24Level3Sensor
ASensor
BA
+
BA
-
BMin(A,
B)Max(A,
B)****B231B232B241B242CompareA
&
BSelectMinCompareA
&
BSelectMaxLevel4*
=
Leaf
node*(a)***數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日4模塊化設(shè)計(jì)實(shí)例(2)B1
DInputSensorsB2DComputationB11Convert
AAB12Convert
BBB21B22BinaryadderBinarysubtractorB231B232B241B242CompareSelectCompareSelectB23B24MinimumMaximumFunctionselectBs1s2B3ProcesscontrolsystemOutputselectOutput(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日55.2譯碼器(Decoder)n-to-2
的譯碼器，對(duì)于每一種輸入可能，只有一個(gè)信號(hào)輸出邏輯1。n?n個(gè)輸入2
個(gè)輸出。n??功能相當(dāng)于最小項(xiàng)產(chǎn)生器。y0y1LSB
x0x1n-to-2nDecoderMSB
xn-1y
n2
-1數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日65.2.1譯碼器電路結(jié)構(gòu)LSB
ALSB
Am0m1m2m3m0m1MSBBMSBBm2m3(a)(b)m1m0m2LSB
AMSBBm3(c)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日7CBAAm0電路結(jié)構(gòu)（續(xù)）Bm0
=
CBAm1
=
CBAm1AACBm2???并行譯碼器m2
=
CBAm3
=
CBAm4
=
CBAm5
=
CBAm6
=
CBAm7
=
CBAm3AAm4BCB樹(shù)型譯碼器m5m6m7AA雙樹(shù)型譯碼器A(b)(a)m0m1m5m9m13l1m2m3m4m6m7k0k1C2-to-4DMSBm8m10m14m11m15k2m12k3l2l0l32-to-4BALSB(c)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日8譯碼器的應(yīng)用??最小項(xiàng)生成器利用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)???對(duì)于實(shí)現(xiàn)k個(gè)輸入的函數(shù)利用k個(gè)輸入的NAND門(mén)譯碼器輸出結(jié)果的形式??低有效（最大項(xiàng)范式）高有效（最小項(xiàng)范式）數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日9例：實(shí)現(xiàn)f(Q,X,P)=∑m(0,1,4,6,7)=∏M(2,3,5)(a)
f
(Q,
X
,P)
=
m
+
m
+
m
+
m
+
m01467(b)
f
(Q,
X
,P)
=
m
?m
?m
?m
?m014670123456701234567PXQPXQABCABCf(Q,
X,
P)f(Q,
X,
P)(a)(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日10例（續(xù)）(c)
f
(Q,
X
,P)
=
m
+
m
+
m523(d)
f
(Q,
X
,P)
=
m
?m
?m5230123456701234567PXQPXQABCABCf(Q,
X,
P)f(Q,
X,
P)(c)(d)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日115.2.3
使能控制(EnableControl)輸入??通過(guò)時(shí)能控制輸入，禁止或準(zhǔn)許電路實(shí)現(xiàn)確定的功能。譯碼器電路被禁止時(shí)，輸出處在無(wú)效狀態(tài)，一般來(lái)講是全0。x0y0x1y0x0y1y1x1y2y2Ey3y3E(a)(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日12使能信號(hào)的應(yīng)用y0y1y2y3O0O1O2O3I0I1x0x1?利用2-4譯碼器設(shè)計(jì)樹(shù)型譯碼Ey0y1y2y3O4O5O6O7x0x1??(a)3-8譯碼器(b)4-16譯碼器y0I2I3x0x1y1y2y3E1Ey0y1y2y3O0y0y1y2y3O8I0I1x0x1x0x1O1O2O3O9O10O11I2EEy0y1y2y3O4O5O6O7y0y1y2y3O12O13O14O15x0x1x0x1EE(a)(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日135.2.4標(biāo)準(zhǔn)MSI譯碼器?74138譯碼器?3-8譯碼器?G1,G2A,G2B等3個(gè)使能端?74154譯碼器??4-16譯碼器G1,G2兩個(gè)使能端數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日1474138譯碼器(6)(4)G1G2
AData
outputsG2
B(5)(15)Y0(14)
Y1VccY0Y1Y2Y312Y4Y5Y61111116543109(13)Y2(1)AY0Y1Y2Y3Y4Y5(12)
Y3(2)BAY6(11)Y4(3)CBCG2
A4G2
B5G1Y7(10)Y5(9)Y6123678ABCG2
AG2BEnable(b)G1Y7OutputGND(7)Y7Select(a)InputsEnableG1
G2*Outputs'138BIN/OCT
0SelectB(15)0(1)(2)(3)Y0Y1CLAY0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7AABC123(14
)12HHHHHHHH×LLLLLLLLHLLHHLLHH×LLHHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHLHHHHLHHHHHHHHHHLHHHHHHLHHHHHHHL12BCLLLHHHH×HLHLHLH×L(13)(12)Y2Y3HHHHHHHH3345HHHHHH(11)45Y4(6)(4)G1G1G2
AG2B&HHHH(10)
Y5HHHG2AG2BEN(9)
Y6(7)Y7HH676(5)L××××7G2*
=
G2A
+
G2
B(c)(d)(e)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日1574154譯碼器G1G201234Inputs21Outputs15VCC2452322B220D419G2518171614136ABCDA0C3G161571481391211107189123456789101112GND101112131415Outputs(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日16AABBCCDD(a)5.2.5譯碼器應(yīng)用(1)?地址譯碼——用于總線(xiàn)的共享?存儲(chǔ)器?總線(xiàn)結(jié)構(gòu)n-Bit
addressS
Device0S
Device1y0y1A0x0x1A1éééAn-1xn-1EYn2
-1Device
accesscontrol
signalS
Device2n-1S
=
select
device數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日17應(yīng)用(2)—最小項(xiàng)范式的實(shí)現(xiàn)021237408/42322212045ZY7A4567f2
=
M
(6,
9)Π68BCΣXW8D910149f
1
=
m(1,
9,
12,
15)1012131011121314Σ7420/21819G1G2171574154數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日18應(yīng)用—BCD到十進(jìn)制譯碼器BCD
co
deDCBADecimaldigit
s0100000001001000110100010101100111100010010123456789234DDecimaloutputsBCDinputCBA56789(a)(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日19BCD譯碼器DDDDCDCDCBA0010111d10BA0001111d10BA000111d10013245761213151480132457612131514801324576121315148000111100001111000011110999ddddddddd1ddAAA111011101110ddddBBBCCC(a)(b)(c)(a)Decimal0
=
DCBA(b)Decimal5
=
CBA(c)Decimal9
=
DA數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日20BCD顯示譯碼器（7段顯示）aa--++afaffbbfbgbgggCommonanodeCommoncathodeeecceeccdddd(a)(b)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日215.3編碼器(Encoder)?對(duì)每個(gè)輸入信號(hào)分配一個(gè)唯一的二進(jìn)制編碼。??譯碼器的反函數(shù)電路分類(lèi)???互斥唯一輸入編碼器非互斥編碼器優(yōu)先級(jí)編碼器數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日22A1x384-2編碼器(1)0132457612131514d0d01ddddddd1ddd9X0X1X2X34-to-11x0A0A1Enc2oderx110(a)x2A1
=
X2
+
X3A0X3X3
X2
X1
X0
A1
A0013245761280000000011111111000011110000111100110011001100110101010101010101d00d1ddd1dddddddd01d0ddd1dddddddd0d10ddddddd1ddd1315149X01110X1X2A0
=
X1
+
X3(c)(b)X1X3A0A1X2X3(d)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日23A04-2編碼器(2)x40132457612131514819x1x2x3x44-to-Enc3oderA0A1A21x1x1x11110x2(a)x3A1x4013245761213151481X4
X3
X2
X1
A2
A1A0000000000111111110000111100001111001100110011001101010101010101010000000010000000001010000000000091001000000000001110x21x3A2x40132457612131514819(b)1110x2x3(c)x1x3x2x4A0x1x3x2x4x1x3x2x4A2x1x3x2x4A1x1x3x2x4(d)數(shù)字邏輯——組合電路（五）3月24日24A1x301324576121315148優(yōu)先級(jí)編碼器1111111111119x01110x0x1x2x34-to-Pri2oritencyoderA0A1x1GSEOx2(a)A1
=X2+X3x3A00001111101InputsOutputsGS
EO0132457612131514800011110X3
X2
X1
X0
A1
A0000000001111111100001111000011110011001100110011010101010101010100001111111
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