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1、数字电子技术基础,广东石油化工学院 弓云峰联系地址：计算机与电子信息学院办公室 电子邮箱： 联系电话：13542344140,第四章 组合逻辑电路（重点）,4.0 概述 4.1 组合逻辑电路的分析 4.2 组合逻辑电路的设计 4.3 编码器 4.4 译码器,4.0 概述,逻辑电路,组 合 逻辑电路,时 序 逻辑电路,功能：输出只取决于 当前的输入。,组成：门电路，不存在记忆元件。,功能：输出取决于当前的输入和原来的状态。,组成：组合电路、记忆元件。,组合电路的研究内容：,分析：,设计：,给定 逻辑图,得到 逻辑功能,分析,给定 逻辑功能,画出 逻辑图,设计,逻辑图,逻辑表达式,1,1,最简与或
2、表达式,化简,2,2,从输入到输出逐级写出,4.1 组合逻辑电路的分析,最简与或表达式,3,真值表,3,4,电路的逻辑功能,当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。,4,逻辑图,逻辑表达式,例1：,最简与或表达式,真值表,用与非门实现,电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。,电路的逻辑功能,例2：组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。,解：1）由逻辑图逐级写出
3、表达式（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，输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。,4.2 组合逻辑电路的设计,设计过程的基本步骤：,例3：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：,（3）用卡诺图化简。,得最简与或表达式：,（4）画出逻辑图:,（5）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。,例4 人有O、A、B、AB四种血型。无论输血者还是受血者都必须遵守一定的配合原则。血型的配合原则为：O型血可以输给任意血型的人，但是只
4、能接受O型血；AB型血只能输给AB型血型的人，但能接受任意型血。试用与非门设计一个血型关系检测电路，用来检测输血者与受血者之间的血型是否相互配合。 解： （1）O、A、B、AB四种血型分别用两位二进制数00、01、10、11表示，所以用四位二进制数表示输血者和受血者的血型，P Q表示输血者血型，R S表示受血者血型，F表示能否接受输血。列出真值表。（2）根据真值表，画出卡诺图，并化简。,1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,（3）根据上述最简
5、与非表达式画出逻辑电路图。,例5 设计一个用来判别一位十进制数的8421BCD码是否大于5的电路。,解：（1）根据题意列出真值表。,(2)画出卡诺图，并化简。,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,d,d,d,d,d,d,得：F=A+BD+BC,(3)画出逻辑电路图,(4)如用与非门实现，先将与或式化为与非表达式,画出逻辑电路图,4.4.1 编码器编码将某一特定的逻辑信号变换为二进制代码。,能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。,4.3 编码器,例1：设计一个键控8421BCD码编码器。,（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为：,解：（1）列出真值表：,1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
6、,0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 0 1,0 0 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 1 1,0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1,重新整理得：,（3）由表达式画出 逻辑图：,0,1,1,0,0,（4）增加控制
7、使能标志GS ：,2. 优先编码器,优先编码器允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。 集成优先编码器举例74148（8线-3线）,注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能输出端(高电平有效) ，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。,3、编码器的应用,(1)编码器的扩展用两片74148优先编码器串行扩展实现的16线4线优先编码器。,(2)组成8421BCD 编码器,4.4 译码器,译码器的基本概念及工作原理 集成译码器 译码器的应用 数字显示译码器,2. 译 码 器,1 译码器的基本概念及工作原理 译码器将输入代码转换成特定的输出信号 例：2线4线译码器,写出各输
8、出函数表达式：,0,1,1,0,画出逻辑电路图：,2 集成译码器,1）二进制译码器741383线8线译码器,2）8421BCD译码器7442(二十进制译码器),4线-10线译码器7442真值表,例1 试用译码器和门电路实现逻辑函数：,解：将逻辑函数转换成最小项表达式， 再转换成与非与非形式。,=m3+m5+m6+m7,用一片74138加一个与非门 就可实现该逻辑函数。,C,B,A,+5V,3 用译码器实现组合逻辑电路,解：写出各输出的最小项表达式，再转换成与非与非形式:,例2 已知某组合逻辑电路的真值表，试用译码器和门 电路设计该逻辑电路。,C,B,A,+5V,用一片74138加三个与非门就可
9、实现该组合逻辑电路。,可见，用译码器实现多输出 逻辑函数时，优点更明显。,11-6 数字显示译码器,数字显示器分类：按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等。按发光物质分，有发光二极管(LED)式、荧光式、液晶显示等。 七段式LED显示器,LED显示器有两种结构：,2七段显示译码器74487448是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。,共阳极：,共阴极：,七段显示译码器7448的功能表,5 数据选择器,1） 数据选择器的基本概念及工作原理数据选择器根据地址选择码从多路输入数据中选择一 路，送到输出。也称为多路选择开关。,例3：四选一数据选择器,根据功能表，可写出输出逻辑表达式：,逻辑符号,由逻辑表达式 画出逻辑图：,0,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,2）集成数据选择器,集成数据选择器74151（8选1数据选择器）,集成数据选择器74151的真值表,3.数据选择器的扩展,用两片74151组成 “16选1”数据选择器,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,
