《模拟电路与数字电路(第2版)课件集：第9章_组合逻辑电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路与数字电路(第2版)课件集：第9章_组合逻辑电路（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路第9章 组合逻辑电路1电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各 输入状态的组合，而与电路的原状态无关。 组合电路就是由门电路组合而成，电路中没 有记忆单元，没有反馈通路。每一个输出变量是全部或部分 输入变量的函数： L1=f1（A1、A2、Ai） L2=f2（A1、A2、Ai） Lj=fj（A1、A2、Ai） 组合逻辑电路的特点29.1 组合电路的分析和设计分析过程一般包含3个步骤：例：组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。9.1.1 组合电路的一般分析方法根据逻辑图 写出表达式 并化简根据表达式 列出真值表根据真值表 分析其功能3解：（1）由逻辑图逐级写出
2、逻辑表达式。为了写表达式方便，借助中间变量P。（2）化简与变换：（3）由表达式列出真值表。（4）分析逻辑功能 ： 当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。4设计过程的基本步骤：例1：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。解：（1）列真值表：（2）由真值表写出逻辑表达式：9.1.2 组合电路的一般设计方法12345（3）化简。得最简与或表达式：（4）画出逻辑图。如果，要求用与非门实现该逻辑电路， 就应将表达式转换成与非与非表达式： 画出逻辑图如图所示。6例2：设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、I1（盗警）和I2（日常业务）三
3、种输入信号，通过排队电路分别从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路 7400（每片含4个2输入端与非门）实现。 解：（1）列真值表：（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式：7（3）根据要求，将上式转换为与非表达式：（4）画出逻辑图。89.2 MSI构成的组合逻辑电路9.2.1 自顶向下的模块化设计方法9.2.2 编码器代码信号译码编码译码：译码：将具有特定含义的输入代码译成(转换成 )相应的输出信号，以此输出信号来识别 输入的代码.编码：对输
4、入信号按一定的规律编排，赋予以 一定的代码输出，即将信号代码。9所谓编码就是将特定含义的输入信号 （文字、 数字、 符号）转换成二进制 代码的过程。实现编码操作的数字电路 称为编码器。按照编码方式不同，编码 器可分为普通编码器和优先编码器; 按 照输出代码种类的不同，可分为二进制 编码器和非二进制编码器。9.2.2 编码器10若输入信号的个数N与输出变量的位数n满足n,此电路称为二进制编码器。任何时刻只能对其中一个输入信息进行编码, 即输入的N个信号是互相排斥的, 它属于普通编码器。若编码器输入为四个信号，输出为两位代码，则称为4线-2线编码器（或/线编码器）1. 二进制编码器11 解：（1）
5、确定输入、输出变量个数: 由题意知输入为 I0、 I1、I2、I3四个信息，输出为Y0、Y1，当对Ii编码时为1 ，不编码为0，并依此按Ii下角标的值与Y0、Y1二进制代码 的值相对应进行编码。Ii Y1 Y0I0 I1 I2 I3 0 00 11 01 1例：设计一个4线-2线的编码器。（） 化简（）列编码表（） 画编码器电 路12最常见是8421 BCD码编码器，如图3.7所示。其中, 输入信号I0I9代表09共10个十进制信号，输出信号Y0Y3为相应二进制代码。2. 二-十进制编码器二 - 十进制编码器是指用四位二进制代码表示一 位十进制数的编码电路， 也称0线线编码器。 n由图可以写出
6、各输出逻辑函 数式为:138421 BCD码编码器功能表n 根据逻辑函数式列出功能表如表 输 入 输 出 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9Y3 Y2 Y1 Y01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 00
7、 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 114优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路 只对其中优先级别最高的信号进行编码。 例：电话室有三种电话， 按由高到低优先级排序 依次是火警电话，急救电话，工作电话，要求电话编 码依次为00、01、10。试设计电话编码控制电路。 解 （）根据题意知，同一时间电话室只能处理一 部电话，假如用A、B、C分别代表火警、 急救、工作 三种电话，设电话铃响用1表示，铃没响用0表示。当 优先级别高的信号有效时，低级别的则不起作用，这 时用表； 用Y1, Y2表示输出编码。优先编码器
8、15（） 列真值表 输 入 输 出A B C Y1 Y21 0 1 0 0 10 00 11 0（） 写逻辑表达式（） 画优先编码器逻辑图163. 通用编码器集成电路10线-4线优先编码器 54/7414754/74LS1478线 3线优先编码器 54/74148 54/74LS14817优先编码器74LS148的功能表输入是能 断输 入输出扩展 输出使能输出1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1
9、0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11 1 0 0 0 0 0 0 0 01 0 1 1 1 1 1 1 1 118n优先编码器74LS148的扩展n 用74LS148优先编码器可以多级连接进行扩展功能, n如用两块74LS148 可以扩展成为一个16线4线优先编码器, 如图所示。 对上图分析可以看出, 高位片S1=0允许对输入I8 I15编码， YS1=1，S2=1，则高位片编码，低位片禁止编码。但若I8 I15都是高电平，即均无编码请求，则YS1=0允许低位片对输 入I0I7编码。显然，高位片的编码级别优先于低位片。19n 优先编码
10、器74LS148的应用n 74LS148编码器的应用是非常广泛的。 例如，常用计算机键盘，其内部就是一个字符编码器。它将键盘上的 大、小写英文字母和数字及符号还包括一些功能键（回车、空格）等编成一系列的七位二进制数码，送到计算机的中央 处理单元CPU，然后再进行处理、存储、输出到显示器或打 印机上。 还可以用 74LS148 编码器监控炉罐的温度，若其中任何一个炉温超过标准温度或低于标准温度， 则检测传 感器输出一个0电平到74LS148编码器的输入端， 编码器编码后输出三位二进制代码到微处理器进行控制。20组组 合合 逻逻 辑辑把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码，实 现译码操作的电路
11、称为译码器。设二进制译码器的输入端为n个，则输出端为2n个， 且对应于输入代码的每一种状态，2n个输出中只有一 个为1（或为0），其余全为0（或为1）。二进制译码器可以译出输入变量的全部状态，故又 称为变量译码器。9.2.3 译码器1、二进制译码器2班周1组组 合合 逻逻 辑辑 二进制译码器真值表输入：3位二进制代码 输出：8个互斥的信号组组 合合 逻逻 辑辑逻辑表达式逻辑图电路特点：与门组成的阵列组组 合合 逻逻 辑辑二-十进制译码器的输入是十进制数的4 位二进制编码（BCD码），分别用A3、A2、 A1、A0表示；输出的是与10个十进制数字相 对应的10个信号，用Y9Y0表示。由于二-十
12、进制译码器有4根输入线，10根输出线，所 以又称为4线-10线译码器。2、二-十进制译码器（8421 BCD码译码器）把二-十进制代码翻译成10个十进制数 字信号的电路，称为二-十进制译码器。组组 合合 逻逻 辑辑 真值表组组 合合 逻逻 辑辑逻辑表达式逻辑图组组 合合 逻逻 辑辑将与门换成与非门，则输出 为反变量，即为低电平有效 。组组 合合 逻逻 辑辑3、通用译码器集成电路74LS138A2、A1、A0为二进制译码输入端， 为译码输出端（低电平 有效），G1、 、 为选通控制端。当G11、 时 ，译码器处于工作状态；当G10、 时，译码器处 于禁止状态。组组 合合 逻逻 辑辑真值表输入：自
13、然二进制码输出：低电平有效组组 合合 逻逻 辑辑 74LS138的级联组组 合合 逻逻 辑辑 二 十进制译码器74LS42 (a) 符号图; （b） 管脚图组组 合合 逻逻 辑辑 74LS42二-十进制译码器功能表输 入 输 出 A3 A2 A1 A00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 111 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
