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1、,4 常用组合逻辑功能器件,4.1 编码器,4.3 数据选择器,4.4 数值比较器,4.5 算术运算电路,4.2 译码器 / 数据分配器,1.掌握编码器、译码器的逻辑功能及其应用； 2.掌握数据选择器、数值比较器的逻辑功能及其应用； 3.掌握加法器的功能及其应用； 4.了解多功能集成逻辑器件及ALU的逻辑功能； 5.学会阅读MSI器件的功能表，并能根据设计要求完成电路的正确连接。,4 常用组合逻辑功能器件,教学基本要求,3,4.1 编 码 器,4.1.1 编码器的定义与功能,4.1.2 集成电路编码器,4,4.1.1 编码器 (Encoder)的概念与分类,编码：赋予二进制代码特定含义的过程称
2、为编码。,如：8421BCD码中用1000表示数字8,如：ASCII码中用100 0001表示字母A等,编码器：具有编码功能的逻辑电路。,编码器的逻辑功能：能将每一组输入信息变换为相应二进制的代码输出。,如4线-2线编码器：将输入的4个状态分别编成4个2位二进制数码输出；,如8-3编码器：将输入的8个状态分别编成8个3位二进制数码输出；,如BCD编码器：将10个输入分别编成10个4位8421BCD码输出。,5,编码器的分类：,普通编码器：任何时候只允许一个编码输入信号有效，否则输出就会发生混乱。,优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设
3、定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。,4.1.1 编码器 (Encoder)的概念与分类,普通编码器,优先编码器,6,1. 普通4 线2线编码器,4.1.1 编码器 (Encoder)的概念与分类,（1） 逻辑图,7,（3）逻辑功能表,编码器的输入为高电平有效。,4.1.1 编码器 (Encoder)的概念与分类,1. 普通4 线2线编码器,（2） 逻辑框图,8,该电路存在的问题：,当所有的输入都为0时，电路的输出Y1Y0 = ？,Y1Y0 = 00,和真值表中第一行的输出编码相同，无法区分是哪个输入信号的编码。,普通编码器不能同时输入两个已上的有效编码信号,1. 普通4 线2线编
4、码器,4.1.1 编码器 (Encoder)的概念与分类,9,十个按键,输出代码,控制使能标志,2. 键盘输入8421BCD码编码器,（1） 逻辑图,10,（2）功能表,该编码器为输入低电平有效,2. 键盘输入8421BCD码编码器,11,3. 优先编码器,优先编码器的提出：,如果有两个或更多输入信号有效，将会出现输出混乱。,必须根据轻重缓急，规定好这些外设允许操作的先后次序，即优先级别。,识别多个编码请求信号的优先级别，并进行相应编码的逻辑部件称为优先编码器。,12,4 线2 线优先编码器（设计）,（1）列出功能表,高,低,（2）写出逻辑表达式,（3）画出逻辑电路（略）,3. 优先编码器,1
5、3,1. 优先编码器74148逻辑图,8个信号输入端 07,1个使能输入端EI,3个编码输出端 A2A0,1个编码器工作状态标志,1个输出使能标志,4.1.2 集成电路编码器,14,引脚图,示意框图,2. 优先编码器74148的示意框图、引脚图,4.1.2 集成电路编码器,15,3. 优先编码器74148的逻辑功能表,EI=1，电路不工作，GS = EO =1， A2 A1 A0 =111,EI=0，电路工作，无有效低电平输入， A2 A1 A0 =111， GS = 1，EO=0 ；,EI=0，电路工作，输入07分别有低电平输入时， A2 A1 A0为07的编码输出，GS =0 ， EO =
6、1。,4.1.2 集成电路编码器,16,4. 集成电路编码器74148的应用,例4.1.1 用二片74148构成16位输入、4位二进制码输出的优先编码器如图所示，试分析其工作原理。,有编码请求,I8 I15,无编码请求,I0 I7,17,4.2 译码器 / 数据分配器,4.2.1译码器 的定义与功能,4.2.2 集成电路译码器,4.2.3 数据分配器,18,4.2 译码器 / 数据分配器,译码：,译码器的分类：,唯一地址译码器,代码变换器,将一系列代码转换成与之对应的有效信号。,将一种代码转换成另一种代码。,二进制译码器 二十进制译码器 显示译码器,常见的唯一地址译码器：,译码是编码的逆过程，
7、即将某个二进制码翻译成特定的信号，即电路的某种状态。,4.2.1 译码器的概念与分类,译码器：,具有译码功能的逻辑电路称为译码器。,19,1. 二进制译码器,当使能输入端EI为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为相反电平。,n 个输入端,1个使能输入端EI,2n个输出端,4.2.1 译码器的概念与分类,20,2. 2线 - 4线译码器的逻辑电路,功能表,21,4.2.2 集成电路译码器,1. 74138集成译码器,3个输入端,3个控制端,8个输出端,22,74138集成译码器功表能,一个3线8线译码器能产生三变量函数的全部最小项。,基于这一点用该器件能够
8、方便地实现三变量逻辑函数。,23,74138的应用举例,例1 用74138组成脉冲信号变换电路,4.2.2 集成电路译码器,24,74138工作条件 ： G1=1，G2A=G2B=0,例2 用一个3线8线译码器实现函数,集成译码器74138的应用举例:,25,2. 集成二十进制译码器 7442,功能：将8421BCD码译成为10个状态输出。,4个输入端,10个输出端,26,功 能 表,对于BCD代码以外的伪码（10101111这6个代码）Y0 Y9 均无低电平信号产生。,2. 集成二十进制译码器7442,27,b,c,d,f,e,3. 七段显示译码器,（1）最常用的显示器有：半导体发光二极管和
9、液晶显示器。,共阳极显示器,共阴极显示器,显示器分段布局图,a,g,28,a,b,c,d,f,g,a b c d e f g,1 1 1 1 1 1 0,0 1 1 0 0 0 0,1 1 0 1 1 0 1,e,共阴极显示器,4.2.2 集成电路译码器,29,（2）集成电路显示译码器7448,逻辑图,30,（2）集成电路显示译码器7448,7448功能框图,31,（2）集成电路显示译码器7448,逻辑功能,32,（2）集成电路显示译码器7448,逻辑功能,灭灯输入BI/RBO：该控制端有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO用作输入且BI=0时，无论其他输入端是什么电平，所有各段输出ag为
10、0，所以字形熄灭，故称“消隐” 。,动态灭零输入RBI：当LT=1，RBI=0且输入代码 DCBA=0000 时，各段输出ag均为低电平，与BCD码相应的字形熄灭， 故称“灭零”,动态灭零输出RBO：BI/RBO作为输出使用时，受控于LT和RBI。当LT=1且RBI=0，输入代码DCBA=0000时，RBO=0；若LT=0或者LT=1且RBI=1，则RBO=1。,试灯输入LT： 当LT=0时，BI/RBO是输出端，且RBO=1，此时无论其他输入端是什么状态，所有各段输出ag均为1，显示字形8。,33,数据分配器：相当于有多个输出的单刀多掷开关，将从一个数据源来的数据分时送到多个不同的通道上去的
11、逻辑电路。,数据分配器示意图,4.2.3 数据分配器,34,4.2.3 数据分配器,例：用译码器实现数据分配器,0,0,35,74138译码器作为数据分配器时的功能表,4.2.3 数据分配器,36,4.3 数据选择器,4.3.1 数据选择器的定义与功能,4.3 .2 集成电路数据选择器,37,数据选择：在通道选择信号的作用下，将多个通道的数据分时传送到公共的数据通道上去的。,数据选择器：是指能实现数据选择功能的逻辑电路。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，又称“多路开关” 。,4.3.1 数据选择器的定义及功能,38,1、4选1数据选择器,4 选 1 数据选择器,4 路数据输入端,2 位地址
12、码输入端,使能信号输入端，低电平有效,1路数据输出端,（1）逻辑电路,39,0 0,D0,D1,D2,D3,0 1,1 0,1 1,=1,0,0 0 0 D0,0 0 1 D1,0 1 0 D2,0 1 1 D3,=0,功能表,（2）数据选择器工作原理及逻辑功能,40,4.3.2 集成电路数据选择器74LS151,8 路数据输入端,3 个地址输入端,1个使能输入端,2个互补输出端,74LS151的逻辑图,1、 集成电路数据选择器74LS151的逻辑图,41,74LS151功能框图,74LS151引脚图,2、74LS151示意框图和引脚图,42,3、74LS151的功能表,当EN=0时，Y的表达
13、式为:,当EN=1时，Y=1 。 无效输出 。,43,4、8选1数据选择器的扩展:,（1）位的扩展:二位八选一的连接方法,44,4、8选1数据选择器的扩展:,（2）字的扩展:,16选1数据选择器： 数据输入端：16路 通道地址码：4位。,16选1数据选择器,16选1数据选择器的连接,45,5、数据选择器74LS151的应用,（1）数据选择器组成逻辑函数产生器,当EN=0时：输出Y的表达式为:,控制Di ，就可得到不同的逻辑函数。,a、将函数变换成最小项表达式,b、将使能端EN接低电平,c、地址信号C、B、A作为函数的输入变量,d、数据输入D0D7作为控制信号,组成函数产生器的一般步骤,46,例
14、4.3.1 试用8选1数据选择器74LS151产生逻辑函数,L = m3D3+ m5D5+ m6D6+ m7D7,D3=D5=D6=D7=1 ， D0=D1=D2=D4=0 ，,解：,5、数据选择器74LS151的应用,将逻辑函数化为最小项表达式：,74151的输出即为逻辑函数L。,当,47,，,001,010,011,100,101,110,111,=D1=1,=D2=0,=D3=0,=D4=1,=D5=1,=D6=0,=D7=1,（2）用8选1数据选择器实现并行数据到串行数据的转换,并 入,串 出,八选一数据选择器,三位二进制 计数器,5、数据选择器74LS151的应用,48,4.4 数值
15、比较器,4.4.1 数值比较器的定义及功能,1位数值比较器,2位数值比较器,4.4.2 集成数值比较器74LS85,集成数值比较器74LS85的功能,数值比较器的位数扩展,49,4.4.1 数值比较器的定义及功能,表4.4.1 1位比较器真值表,1. 1位数值比较器,将两个1位二进制数A、B进行比较,数值比较器就是对两数A、B进行比较，以判断其大小的逻辑电路。,真值表,逻辑表达式,逻辑图,50,将两个2 位二进制数A1 A0 、B1 B0进行比较：,真值表,逻辑表达式,逻辑图,当高位（A1、B1）不相等时，无需比较低位（A0、B0），两个数的比较结果由高位比较的结果决定。,当高位相等时，两数的比较结果由低位比较的结果决定。,FAB = (A1B1) + ( A1=B1)(A0B0),FA=B=(A1=B1)(A0=B0),FAB = (A1B1) + ( A1=B1)(A0B0),2、2 位数值比较器,51,4.4.1 数值比较器的定义及功能,多位数值比较器的设计原则
