《数字电子技术 第2版 教学课件 ppt 作者 曾晓宏 第2章 组合逻辑电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术 第2版 教学课件 ppt 作者 曾晓宏 第2章 组合逻辑电路（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 组合逻辑电路及其应用,2.1 组合逻辑电路的分析和设计方法,2.2 编码器,2.3 译码器,2.4 数据选择器和数据分配器,2.5 其他组合逻辑电路,逻辑电路,组合逻辑电路,时序逻辑电路,现时的输出仅取决于现时的输入,除与现时输入有关外还与原状态有关,（1）输入输出之间没有反馈通路； （2）电路中无记忆元件。,2.1.1 组合逻辑电路的分析方法,特点:某一时刻的输出状态仅由该时刻电路的输入信号决定, 而与该电路在此输入信号之前所具有的状态无关。,组合逻辑电路：用各种门电路组成的，用于实现某种功能的复杂逻辑电路。,化简,得出结论（分析逻辑功能）。,组合逻辑电路图,写出逻辑函数式,分析方法
2、：,2.1 组合逻辑电路的分析和设计方法,列真值表,例：,方法步骤:,由真值表写函数表达式,2.1.2 组合逻辑电路的设计方法,列真值表,根据题意，确定变量,例:,设计一个三人表决逻辑电路，当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权。 要求: 三人A、B、C各控制一个按键，按下为“1”，不按为“0”。多数（2）按下为通过。通过时L1，不通过L0。用与非门实现。,2、用画卡诺图化简,L= AC + AB,3、 写出最简“与或”式,1、列真值表,4、用与非门实现逻辑电路,L,生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。,数字电路只能以二进制信号工作。,用二进制代码表示文字、符号或者数码
3、等特定对象的过程，称为编码。 实现编码的逻辑电路，称为编码器。,编码器,译码器,2.2 编码器,对M个信号编码时，应如何确定位数N？ N位二进制代码可以表示多少个信号？ 思考：对101键盘编码时，采用几位二进制代码？,编码原则：N位二进制代码可以表示2N个信号，则对M个信号编码时，应由2N M来确定位数N。 例：对101键盘编码时，采用了7位二进制代码ASC码。27128101。,若编码器的输入信号的个数M与输出变量的位数N满足 2NM 则称为二进制编码器。,常见的二进制编码器有4线2线、8线3线、16线4线等 。,2.2.1 二进制编码器,门电路构成的8线3线编码器。,将十个状态（对应于十进
4、制的十个数字）编制成BCD码。,十个输入,四位,输入：I0 I9,输出：ABCD,列出状态表如下：,2.2.2 二十进制编码器,状态表,因为输入相互排斥（其约束要求是某一个为0时，其余全为1），所以该表中只有十种变量组合，其他组合不允许出现。,在优先编码器中，允许同时输入两个以上的有效编码请求信号。 当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。 优先级别的高低由设计者根据输入信号的轻重缓急情况而定。如根据病情而设定优先权。,4.2.3 优先编码器,例：电信局要对三种电话进行编码，其中紧急的次序为火警、急救和普通电话。要求电话编码依次为00、01、10。设计电话编码控制电路。 解
5、：设火警、急救和普通电话分别用A2 、A1 、A0表示，且1表示有电话接入，0表示没有电话，为任意值，表示可能有可能无。Y1、Y0为输出编码。,3.由逻辑表达式画出编码器逻辑图。,依题意，列出真值表。 由真值表写出逻辑表达式,例：八线三线优先编码器74LS148的功能表,1.二进制优先编码器,74LS148的逻辑功能描述： (1) 编码输入端：逻辑符号输入端 上面均有“”号，这表示编码输入低电平有效。,低电平有效,74LS148的逻辑功能描述： (2) 编码输出端：逻辑符号输入端上面均有“”号，这表示编码输出低电平有效。,低电平有效,(3) 使能端： 输入使能端，控制信号能否进入。,扩展功能输
6、出端，表示编码器有编码输出。,扩展功能输出端，无有效信号输入时输出低电平。,低电平有效，高电平时禁止编码,低电平有效，高电平时表示无编码输出,低电平有效，表示编码器未接收有效输入信号,将两块74LS148扩展为16线-4线编码器：,2.二-十进制优先编码器,常用的二十进制编码器多为优先编码器，如TTL门电路构成的74LS147集成电路。,译码是编码的逆过程，即将某个二进制翻译成电路的某种状态。,将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n-2n线译码器。,译码器的输入：,一组二进制代码,译码器的输出：,一组高低电平信号,2.3 译码器,2N M，说明每个取值组合都代表一种信息。,部分译码,全译码
7、,2N M，说明部分取值组合无输出与之对应，即 它们不代表某种信息。这种译码则为部分译码。,例：2 线 4线译码器,A1,A0,0,1,1,1,1,1,0,0,写出关于 的逻辑式,2.3.1 二进制译码器,二进制译码器是全译码器。,同理写出其他输出量的逻辑式,74LS139,74LS139的功能表,“”表示低电平有效。,74LS139管脚图,一片139种含两个2-4译码器,例： 3线8线译码器（74LS138）,(逻辑电路设计略,设计方法同24译码器),例： 4线16线译码器（74LS154）,(逻辑电路设计略,设计方法同24译码器),二进制译码器的应用,（1）构成逻辑函数。,例：试用译码器和
8、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。,二进制译码器的应用,（2）构成数据分配器。,数据分配器好像一个单刀多掷开关，是将一条通路上的数据分配到多条通路的装置。它有一路数据输入和多路输出，并有地址码输入端，数据依据地址信息输出到指定输出端。,用带使能端的译码器可以构成数据分配器，如74LS138。,将译码器输入端作为地址码输入端，数据加到使能端。按照地址码A0A1A2的不同取值组合，可以从地址码对应的输出端输出数据的原码，即此时对应输出端与数据端的状态是相同的。,二进制译码器
9、的应用,（3）译码器的扩展。,如果将两片集成译码器分别作为低位片和高位片，利用高位译码器的使能端作为输入，则可以用两片74LS138 3线8线扩展成为一个4线16线译码器。,2.3.2 BCD译码器,BCD译码器也称为二-十进制译码器。它将输入的每组4位二进制码翻译为对应的1位十进制数，有4个输入端，10个输出端，常称为4线10线译码器。 8421BCD码译码器是最常用的BCD码译码器，如图4-17 的集成电路74LS42。它输入的是四位BCD码，表示一个十进制数，输出的十条线分别代表09十个数字。,四位输入码可以构成十六个状态，BCD译码器只用了其中的十个状态，故称部分译码器。 另外6个状态
10、组合称为伪码（无用状态），所以二-十进制译码器电路应具有拒绝伪码功能，即输入端出现伪码时，输出均呈无效电平。,BCD译码器不能用来实现任意的逻辑函数。,二-十进制编码,显示译码器,显示器件,在数字系统中，常常需要将运算结果用人们习惯的十进制显示出来，这就要用到显示译码器。,2.3.3 显示译码器,Ya-Yg: 控制信号 高电平时,对应的LED亮 低电平时,对应的LED灭,发光二极管,1.数码显示器件,常用的数字显示器件有辉光数码管、荧光数码管、等离子体显示板、发光二极管、液晶显示器、投影显示器等等。数码显示器按显示方式分有分段式、字形重叠式、点阵式等。其中，七段显示器应用最普遍。,七段显示器中
11、的LED根据连接方式不同，分为共阴极与共阳极两种连接方式。,A3-A0: 输入数据,要设计的七段数码管显示译码器,七段数码管显示译码器,2. 显示译码器,七段数码管显示译码器,共阳极,共阴极,七段显示译码器74LS48与数码管的连接,此三控制端不用时，通过电阻接高电平。,BCD码,2.4 数据选择器和数据分配器,在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，传送到指定通道上去，这就需要用到数据选择器和数据分配器。,数据的多路传输示意图,从多个数据中选择出一个选择，也叫多路转换器。,其功能类似一个多投开关，是一个多输入、单输出的组合逻辑电路。,2.4.1 数据选择器,2选1数据选
12、择器：,型号:74LS157,4选1数据选择器: (集成电路型号:74LS153),TTL集成电路：双4选1数据选择器,型号:74LS153（国产T1153-T4153),例 将四选一数据选择器扩为八选一数据选择器。,用两片74LS151构成十六选一数据选择器,D0,D7,A0,A1,A2,D0,D7,A0,A1,A2,A0,A2,A2,A3,D8,D15,D0,D7,D0D7,D0D7,用两片74LS151构成十六选一数据选择器,D0,D7,A0,A1,A2,D0,D7,A0,A1,A2,A0,A2,A2,A3,D8,D15,D0,D7,D8D15,D8D15,数据选择器的应用,数据选择器输
13、出函数表达式中包含地址变量的所有最小项，可以通过数据输入端的数据来控制输出函数所包含的最小项。 所以，当逻辑函数的变量个数与数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。,数据分配器将一路输入数据根据地址选择码分配给多路数据输出中的某一路输出。,2.4.2 数据分配器,用译码器设计一个“1线-8线”数据分配器,数据分配器功能表,半加器真值表,半加器把本位两个加数An 、 Bn 相加，得到求和结果Sn 和该位的进位信号Cn 。,1. 半加器,2.5.1 加法器,2.5* 其他组合逻辑电路,半加器逻辑电路图,全加器能把本位两个加数An 、 Bn 和来自低位的进位Cn-1三者相加，得到求和结果Sn 和该位的进位信号Cn,2.全加器,数值比较器：能够比较数字大小的电路。 1.1位数值比较器： (1)AB：只有当A=1、B=0时，AB才为真； (2)AB：只有当A=0、B=1时，AB才为真； (3)A = B：只有当A=B=0或A=B=1时，A = B才为真。,2.5.2 数值比较器,四位数值比较器74LS85的逻辑符号,级联输入,便于功能扩展,2.多位数值比较器：,本章小结,
