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1、数字赳子技术基础第四章组合逻辑电路Pan HongbingVLSI Design Institute of Nanjing University4.1概述 数字电路分两类：一类为组合逻辑电路，另一类 为肘序逻辑电路。一、组合逻辑电路的特点 任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与削路原 来的状态无关。削路中不能包含存储单元。二、逻辑功能的描述逻辑图，逻辑函数表达式 或逻辑真值表。ABCICOffl4.l1组合逻辑电路举例组合逻辑电路S = （A E） CI CO = （A E）CI+4E开=広（勺卫2卫 尹2 =乙（。1 卫2 “）、儿=九（勺卫24）图442组合逻辑电路的框图Y=F（A）4.
2、2组合逻辑电路的分析方法和设计方法 424组合逻辑电路的分析方法通过分析找出电路的逻辑功能。通常的分析方法：O从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式，O得到逻辑函数式，O然后用公式化简法或卡诺图化简法将得到的函数式化 简或变换，使逻辑关系简单明了。O有时还可将 逻辑函数式转换为真值表的形式。例4.2.1 P162舟曲4也 D c B 力cEh图421例3.2.1的电路422组合逻辑电路的设计方法&422组合逻辑电路的设计方法最简单逻辑电路：器件数最少，器件种类最少,422组合逻辑电路的设计方法器件之间的连线最少。步骤:422组合逻辑电路的设计方法O 1进行逻辑抽象O 2、写出逻辑函数式o 3、选
3、定器件的类型o 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式5、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路的连接图o 6、工艺设计图422组合逻辑电路的设计过程工艺设计：设计印刷电路板、机箱、面板、电源、显 示、控制开关等，最后是组装、调试、老化、检验等。正常工作状态pooj OOOOOO红黄绿RAGRAGRAG故障状态IOOO O77RAGRAGRAGRAGRAG團例422红绿灯故障状态检测-图4.2.3交通信号灯的正常工作状态与故障状态 解的过程：1）逻辑抽象。2）写出逻辑函数式。3）选定器 件。4）将逻辑函数式简化。5）根据简化后的逻辑函数式画 出逻辑电路图。6）得到电路。对于复杂的组合逻辑，通
4、常采用洎顶向下”与咱底向上乃相结 合的设计方法。I 4.3若干常用的组合逻辑电路 4.3.1 编码器 Encoder 一、普通编码器/Y1YO士 111y2Y。线）编码器的框图图4323位二进制编码器图4343位二进制（8线一3优先编码器Aflflg3LG#&列Q二1+y _yl图433 8线一3线优先编码器74LS148的逻辑图例434用两片74HC148接成46线4线优先编码器1、芯片4的 Ys连接芯片2 的S。2、芯片4的 YEX作为编码 输出最高位。图434用两片74LS148接成的4 6线一4线优先编码器1ff_y)y2?olrl-fh咼-Ays图435 二一十进制优先编码器74LS
5、147的逻辑图4.3.2译码器一、二进制译码器a24Aq VoV1y2y3匕y5卩6丫 7图4.3.6 3位二进制（3线一8线）译码器的框图0 12 C人 4 4VCX一02卷y7优点：结构简单。两个严重的缺点：1电路输入电阻较低而 输出电阻较高。2、输出的高、低电平信 号发生偏移。Y通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。04.3.7用二极管与门阵列组成的3线一8线译码器S 2 3 s _s -S0 12 A 力 AQQ&G、%y3久y5几y7最小项译码器。图4.38用与非门组成的3线一8线译码器74LS138例432 P177Zo Z Z2 Z3 Z4 Z5 Zg Z7 Z& Z9Zio
6、Zi Z12Z13 Z】4 Z15图 4.3.10用两片74LS138接成的4线一16线译码器二十进制译码器拒绝伪码功能。aYiThr-y2aE:舟ysA，UA至1y；-Q图4311二一进制译码器74LC42三、显示译码器 1、七段字符显示器 LED,LCDD. P玻璃盖板II1111IIII 1111 IIIIIIII HII |11111 Hill111 i I Hill111 HI HI III、-透明电极反射电极图 4.3.127 10 985423公共阴极半导体数码管BS201A（a）外形图b）等效电路图4.3.13液晶显示器的结构及符号（a）未加电场时 （b）加电场以后（c）符号三
7、、显示译码器图4.3.13液晶显示器的结构及符号（a）未加电场时 （b）加电场以后（c）符号三、显示译码器(b)(c)工作电压低、体积小、 寿命长、可靠性高、响 应时间短、亮度较高。 但工作电流较大。图4.3.13液晶显示器的结构及符号（a）未加电场时 （b）加电场以后（c）符号液晶优点：功耗极小。缺点：亮度差，响应速度低。；WWLAzA=0,不工作A=1,工作O Vshn0 如 (p【s)OI厂t(a)用异或门驱动液晶显示器(a)电路 (b)电压波形4.3.142. BCD -七段显示译码器(a)/Mz oo oi11 1000111w01111111(图4.3-15 BCD-七段显示译码器
8、的卡诺图图4.3.16 BCD-七段显示译码器7448的逻辑图LT：灯测试输入RBIJ：灭零输入BI7RB0,灭灯输入/灭零输出图4.3.16 BCD-七段显示译码器7448的逻辑图1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法输出电路(O输出端(C)图33167448的输入、(a) BI/RBO端(b)输入端1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法lkflX7BI/RBORBIGND: 3 2 10 vccA A A X 1vcc(8W)YaYbYcYdXYfBS201A1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法图4.3H9有灭零控制的8位数码显示系统1图4.3.18用7448驱动BS201的连接方法O 四、用译码器设计组合逻辑电路 例433 P186-189ABC17 6 5 4 3 2 1 0 -Y -Y _Y -Y -Y -Y -Y -Y8COISW2X7 12 3 A A A s -s -sZZ2Z3乙0433数据选择器 一、数据选择器的工作原理 P188一 S&L3& 一一一图4.3-21双4选4数据选择器74LS153
