7第4章 组合逻辑电路

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1、 数 字 电 子 技 术 课 程周 次 第 6周 ， 第 2次 课章 节 第 四 章 组 合 逻 辑 电 路授 课方 式 课 堂 讲 授 教 学时 数 2 时 间分 配授课内容及过程组 合 逻 辑 电 路内 容 ： 1、 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 与 设 计 方 法 （ 重 点 ）2、 常 用 的 组 合 逻 辑 电 路 : 编 码 器 译 码 器 选 择 器 加 法器 比 较 器3、 竞 争 冒 险 ： 抗 扰 问 题4.1 概 述一 、 组 合 逻 辑 电 路数 字 电 路 按 逻 辑 功 可 分 为 两 大 类1.组 合 逻 辑 电 路2.时 序 逻 辑 电 路在 组 合 逻

2、辑 电 路 中 任 意 时 刻的 输 出 只 取 决 于 该 时 刻 的 输入 ，与 电 路 原 来 的 状 态 无 关 。二 、 逻 辑 功 能 的 描 述逻 辑 图 、 函 数 式 或 真 值表 均 能 描 述 ， 这 里 用 函 数 式 说 明y1=f1(a1,a2,an)y2=f2(a1,a2,an)Y=F(A)ym=fm(a1,a2,an) 15分钟10分钟ABCIBACO CIBAS )( )(授课内容及过程4.2 组 合 电 路 的 分 析 方 法 和 设 计 方 法一、分析方法逻 辑 图 函 数 式 或 真 值 表方 法 ： 逐 级 写 出 逻 辑 函 数 式 。右 图 电 路

3、二 设 计 方 法逻 辑 功 能逻 辑 图真 值 表函 数 式步 骤 ：1.真 值 表2.函 数 式3.逻 辑 图例 ： 交 通 信 号 灯故 障 检 测 电 路 。要 求 在 非 “只 有一 只 灯 亮 ”时 给出 出 错 信 号 。解 ：1.真 值 表为 求 真 值 表 ， 首 先 进 行 逻 辑 抽 象 。用 R代 表 红 、 A代 表 黄 、 G代 表 绿 ；用 1表 示 灯 亮 ， “0”表 示 灯 灭 ；用 Z表 示 输 出 ，且 “1”表 示 有 故 障 。得 到 真 值 表 ：25分 钟20分 钟C=AB授课内容及过程2.函 数 式注 意 ： 在 用 门 电 路 （ 即 SSI

4、） 实 现 时 要 注 意 ：第 一 ， 把 函 数 式 划 成 所 用 门 要 求 的 形 式 ；第 二 ， 要 把 函 数 式 划 成 最 简 。 为 此 ， 要 尽 量 使 用 卡 诺 图 。得 到 函 数 式 ：Z=RAG+RA+RG+AG若 用 与 非 门 ：3.逻 辑 图 ：4.3 若 干 常 用 的 组 合 逻 辑 电 路一、编码器（ENCODOR)编 码 ：用 二 值 代 码 表 示 具 体 事 物 。如 ： 用 0101表 示 十 进 制 数 5。编 码 器 分 为 普 通 编 码 器 和 优 先 编 码 器 。（ 一 ） 普 通 编 码 器普 通 编 码 器 任 何 时 刻

5、 只 允 许 一 个 输 入 有 效 。以 3位 二 进 制 编 码 器 的 设 计 为 例 :1. 真 值 表 10分钟10分钟GARGRAGARZ 重 点与难 点 教 学 重 点 ： 组 合 电 路 的 基 本 分 析 和 设 计教 学 难 点 ： 组 合 电 路 的 设 计练 习 习 题 四4.1, 4.3, 4.5参 考资 料 数 字 电 子 技 术 基 础 第 五 版 阎 石 高 等 教 育 出 版 社 2006.12 数 字 电 子 技 术 基 础 简 明 教 程 第 三 版 余 孟 尝 高 等 教 育 出 版 社 2006.8 电 子 技 术 基 础 （ 数 字 部 分 ） 康

6、华 光 高 等 教 育 出 版 社 2001.8 数 字 电 子 技 术 课 程周 次 第 7周 ， 第 1次 课章 节 4.3 若 干 常 用 组 合 逻 辑 电 路授 课方 式 课 堂 讲 授 教 学时 数 2 时 间分 配授课内容及过程2.函 数 式3.逻 辑 图（ 二 ） 优 先 编 码 器优 先 编 码 器 允 许 多 个 输 入 信 号 同 时 有 效 。设 计 时 所 有 输 入 信 号 已 按 优 先 顺 序 排 队 。如 ： 74LS148是 83线 优 先 编 码 器 。 这 次 我 们 进 行 “分 析 ”。 15分 钟10分 钟授课内容及过程 二 进 制 译 码 器 二

7、 十 进 制 译 码 器 显 示 译 码 器25分钟20分钟授课内容及过程译 码 器 功 能 的 扩 展 ：例如，用74LS138实现416线译码器。 很 明 显 ， 要 用 2片 74LS138如 果 74LS138只 有 一 个 使 能 端 S，则 需 要 接 入 一 个 “12线 译 码 器 ”。10分 钟10分 钟重 点与难 点 教 学 重 点 ： 编 码 器 的 逻 辑 功 能教 学 难 点 ： 优 先 编 码 器练 习 习 题 四4.6， 4.9参 考资 料 数 字 电 子 技 术 基 础 第 五 版 阎 石 高 等 教 育 出 版 社 2006.12 数 字 电 子 技 术 基

8、础 简 明 教 程 第 三 版 余 孟 尝 高 等 教 育 出 版 社 2006.8 电 子 技 术 基 础 （ 数 字 部 分 ） 康 华 光 高 等 教 育 出 版 社 2001.8 数 字 电 子 技 术 课 程周 次 第 7周 ， 第 2次 课章 节 4.3 若 干 常 用 的 组 合 逻 辑 电 路授 课方 式 课 堂 讲 授 教 学时 数 2 时 间 分配授课内容及过程4.3.2 译 码 器（ 二 ） 二 十 进 制 译 码 器功能：将输入的二十进制码（BCD码）转换为代表09这十个数的电平信号。二 十 进 制 码 （ Binary Coded Decimal)多 为 四 位 码

9、。 常 用 代 码 见 下 表 ：偏 权 码 无 权 码二 十 进 制 译 码 器 74LS42逻 辑 图 如 下 （ 8421码 ） ：15分 钟10分 钟授课内容及过程110 110100 10110100A3A2A1A02.实 现 组 合 逻 辑 电 路原 理 ： 译 码 器 可 提 供 输 入 变 量 的 全 部 最 小 项 ， 因 此 可 以 用 它 实 现 任 何 逻 辑函 数 （ 要 加 必 要 的 门 电 路 ） 。 方 法 ： 将 逻 辑 函 数 化 成 最 小 项 之 和 ； 当 译 码 器 低 电 平 有 效 时 ， 就 选 与 非 门 ； 当 译 码 器 高 电 平 有

10、 效 时 ， 就 选 或 门 。例 ： 用 译 码 器 实 现 下 述 逻 辑 函 数 式 描 述 的 组 合 逻 辑 电 路 。 （ 允 许 使 用 必 要的 门 电 路 。 ） 25分 钟20分 钟授课内容及过程1.七段字符显示器这 种 显 示 器 可 用 多 种 发 光 器 件 构 成 。 例 如 半 导 体 发 光 二 极 管 、 液 晶 等 。 这里 以 发 光 二 极 管 为 例 进 行 说 明 。半 导 体 数 码 管 BS2012.BCD七 段 显 示 译 码 器这里将其作为组合电路介绍它的设计方法：10分 钟10分 钟重 点与难 点 教 学 重 点 ： 显 示 译 码 器教

11、学 难 点 ： 显 示 译 码 器练 习 习 题 四4.16, 4.19参 考资 料 数 字 电 子 技 术 基 础 第 五 版 阎 石 高 等 教 育 出 版 社 2006.12 数 字 电 子 技 术 基 础 简 明 教 程 第 三 版 余 孟 尝 高 等 教 育 出 版 社 2006.8 电 子 技 术 基 础 （ 数 字 部 分 ） 康 华 光 高 等 教 育 出 版 社 2001.8 数 字 电 子 技 术 课 程周 次 第 8周 ， 第 1次 课章 节 4.3 若 干 常 用 的 组 合 逻 辑 电 路授 课方 式 课 堂 讲 授 教 学时 数 2 时 间 分配授课内容及过程 4.

12、3.3 数 据 选 择 器以 4选 1数 据 选 择 器 为 例 进 行 分 析 。我 们 分 析 上 半 部 分 ：（ 二 ） 功 能 扩 展例如：用双4选1数据选择器构成8选1数据选 择 器 。1.根 据 输 入 端 个 数 决 定 使 用 4选 1数 据 选 择 器 个 数 M；2.再 根 据 1款 中 的 M值 决 定 需 用 的 译 码 器 的 种 类 X-M线 译 码 器 （ M=2X） ；3.决 定 输 出 端 使 用 那 种 门 使 能 端 无 效 时 输 出 全 为 低 ， 则 选 用 或 门 ； 使 能端 无 效 时 输 出 全 为 高 ， 则 选 用 与 门 ；本 例 M

13、=2, X=1, 输 出 选 或 门15分 钟10分 钟S1 A1 A0 Y10 01 0 0 D101 0 1 D111 1 0 D121 1 1 D13授课内容及过程可用来设计组合逻辑电路例 如 用 四 选 一 数 据 选 择 器 实 现 异 或 逻 辑 ： Z=AB+AB对比上两式得：也可用真值表：可 见 数 据 选 择 器 地 址 端 的 个 数 等 于 能 实 现 的 逻 辑 函 数 包 含 变 量 的个 数 。 还 可 以 实 现 变 量 数 比 地 址 端 数 大 1 的 逻 辑 函 数 。 例 如 ， 用 4选 1 数 据 选 择 器 实 现 交 通 灯 判 别 电 路 。A(

14、A1) B(A0) Z Y0 0 0 D00 1 1 D11 0 1 D21 1 0 D3 25分 钟20分 钟授课内容及过程若 用 公 式 法 ， 要 将 Z写 成 包 含 变 量 R,A最 小 项 的 与 或 式 。四 . 加 法 器实 现 二 进 制 数 的 加 法 运 算 。（ 一 ） 一 位 加 法 器1.半 加 器将 两 个 一 位 二 进 制 数 相 加 ， 给 出 和 数 和 进 位 。2. 全 加 器将 三 个 一 位 二 进 制 数 相 加 ， 给 出 和 数 和 进 位 。 10分钟10分钟第 3页重 点与难 点 教 学 重 点 ： 全 加 器 的 工 作 原 理教 学

15、难 点 ： 全 加 器 的 工 作 原 理练 习 习 题 四4.22参 考资 料 数 字 电 子 技 术 基 础 第 五 版 阎 石 高 等 教 育 出 版 社 2006.12 数 字 电 子 技 术 基 础 简 明 教 程 第 三 版 余 孟 尝 高 等 教 育 出 版 社 2006.8 电 子 技 术 基 础 （ 数 字 部 分 ） 康 华 光 高 等 教 育 出 版 社 2001.8 数 字 电 子 技 术 课 程周 次 第 9周 ， 第 1次 课章 节 4.3 若 干 常 用 的 组 合 逻 辑 电 路授 课方 式 课 堂 讲 授 教 学时 数 2 时 间 分配授课内容及过程（ 二 ） 多 位 加 法 器1.串行进位加法器特 点 ： 电 路 简 单 ， 但 速 度 慢 。2.超 前 进 位 加 法 器思 路 ： 将 各 位 的 CO均 用 输 入 的 AiBi。 15分 钟10分 钟授课内容及过程 25分 钟20分 钟授课内容及过程 （ 三 ） 逻 辑 功 能 的 扩 展例 如 ： 用 CC14585构 成 8位 数 值 比 较 器 。显 然 ， 需 要 2片 CC14585。 用 片 （ 1） 比 较 低 4位 ； 片 （ 2） 比 较 高 4位 。比 较 结 果 由 片 （ 2） 输 出 。对 于 片 （ 1） ， 前 面 通 过 分 析 CC14585 函 数 式