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1、第三章组合逻辑电路内容提要本章在简单说明组合逻辑电路的特点、功能表示方法和分类之后，重点讲解组合逻辑电 路的基本分析和设计方法及若干典型电路，最后粗略介绍组合逻辑电路中的竞争冒险问题。 概述3.1组合电路的基本分析方法和设计方法3.2加法器和数值比较器3.3编码器和译码器3.4数据选择器和分配器3.5用中规模集成电路实现组合逻辑函数3.7组合电路中的竞争冒险概述一、组合逻辑电路的特点（一）逻辑功能特点任何时刻电路的稳定输出，仅仅只决定于该时刻各个输入变量的取值，人们把这样 的逻辑电路叫做组合逻辑电路，简称为组合电路。（二）电路结构特点组合电路是由常用门电路组合而成的，其中既无从输出到输入的反馈
2、连接，也不 包含可以存储信号的记忆元件。二、组合电路逻辑功能表示方法表示逻辑函数的几种方法：真值表、卡诺图、逻辑表达式、时间图。三、组合电路分类（一）按照逻辑功能特点不同划分：加法器、比较器、编码器、数据选择器和分配器（二）按照使用基本开关元件不同分成：CMOS、TTL等类型； 按照集成度不同可分成：SSI、MSI、LSI、VLSI等。3. 1组合电路的基本分析方法和设计方法3. 1. 1组合电路的基本分析方法由给定组合电路的逻辑图出发，分析其逻辑功能所要遵循的基本步骤，称为组合逻辑电 路的分析方法。一、分析方法（一）根据给定的逻辑图写出输出函数的逻辑表达式；（二）进行化简，求出输出函数的最简
3、与或表达式；（三）列出输出函数的真值表；所谓真值表，是在表的左半部分列出函数中所有自变量的各种组合，右半部分列 出对应于每一种自变量组合的输出函数的状态。（四）说明给定电路的基本功能。ARCX0 0 000 0 110 1 010 1 111 0 011 0 111 1 011 1 11例3.1分析图3.1所示电路的逻辑功能。A C B C A B表3.1真值表图3.1例3. 1的逻辑电路图Z = ACBCAB解（1）写出该电路输出函数的逻辑表达式。列出函数的真值表，如表3.1所示。(3)可见该电路是判断三个变量是否一致的电路。例3.2分析图3.2所示电路的逻辑功能。图3.23-8译码器逻辑电
4、路图_解 该电路有八个输出端Y0丫7,当E=l、E2=E3=0不成立时，与门输出低电平0,封锁了输出端八个与非门，电路不能工作；当E=1、E2= E3= 0成立时，上 述封锁作用消失，输出端的状态随输入信号A2、A、A。的变化而变化，电路工作。E e2、e3三个输入端可以使电路工作或者不工作，故称它们为使能端。当A2A1Ao=101时，A】的低电平使Y2、y3、y6、y7输出高电平，21012367A。的高电平进一步使Y。、Y4输出高电平，A2的高电平进一步使Y输出高电平。这样，只有 丫5输出低电平。因而得到丫5的逻辑表达式为5 = A少仏硒廷Yo = A2 AiAq% 爲越，= A A Ao
5、,Y2 = A2 A j AoY3 = A 2 A j Ao?迤=A2 A j Ao 2= A 2 Ai Ao 2Y疗=AzAiAqE尽毘，蜀=A A Ao用同样的方法，可以写出所有输出端的逻辑表达式如下：根据上述表达式可列出如表3.2所示的真值表。依据上述分析，可以看出，对应于A、A、A八种组合中的每一种组合，八个输出端2 1 0中只有对应的一个端子输出0,其它输出端都输出I。这就是这个电路能完成的逻辑功能。这 个电路是我们将要讲到的译码器中的集成译码器74LS138的内部电路。3. 1. 2组合电路的基本设计方法一、设计方法组合逻辑电路的设计，一般分下述几个步骤：（一）进行逻辑抽象1. 分
6、析实际要求，确定输入、输出信号及它们之间的因果关系；2. 设定变量；状态赋值，即用0和1表示信号的有关状态表3。2人出E,札A;AY,一 vt Y,暫Y.1V40XXXXXJ11111i- . J-EX1X冥XX111111 1XX1XXX11L11I11L&6右051L1I1310-000113QO11$DOI4310-040 1 04O1-1SITEM1 M 总O 11c吕10 0 1T1L171C10&1GGBlullS*JOG1&1LL0qi.图3.16 74LS85逻辑符号表3.5 74LS85功能表图3.17是用74LS85组成的八位二进制数比较器的连接图。图中，低位片的AB和Av
7、B接i ii i地，A=B接高电平，是因为低位前面没有更低位。这样接，低位的比较结果就只决定于低i i四位进行比较的数据。图3.1774LS85组成的八位二进制数比较器33编码器和译码器3. 3. 1编码器所谓编码，就是用二进制码来表示给定的数字、字符或信息。一位二进制码有0、1两种 状态，n位二进制码有厶种不同的组合。用不同的组合来表示不同的信息，就是二进制编码。 我们以8421BCD码编码器为例，说明一般编码器的功能。在这种编码器的输入端输入一个一位十进制数，通过内部编码，输出四位8421BCD二进 制代码，每组代码与相应的十进制数对应下面介绍集成8421BCD码编码器C304。图3.5是
8、其内部电路，图中19为对应于数字 19的按键输入端。某一键按下，该输入端就向电路输入高电平。A、B、C、D是编码 输出端，D是最高位。当按下数字3的键时，DCBA=0011，这可以通过分析电路得到。图3.6是这种集成电路的一个实用电路。 在C304中，数字0是隐含输入的。当输入端19均为0时，电路输出即是0的编码。AECD11L& 1111 r1A占汨刃刃12345 6 7 3 90 1 23456-755在图3.6所示的实用电路中，数字19的输入键接入C304的相应输入端，0号键接空端（开 路脚）NC。由于按0号键和不按任何键，BCD码输出都是0000，为了区别这种情况，电路中 用了三个或门
9、，形成群信号G。当按动09这10个键中的任一键时，G=1；不按键时，G=0。sss这样，接收电路就可依此判定输出端的四个0是表示输入了数字0还是没有按键。有些计算机键盘的数字输入逻辑电路就用的是C304。3.6 C304实用电路图3.5 C304内部电路图3. 3. 2译码器译码是编码的逆过程。译码器将输入的二进制代码转换成与代码对应的信号。若译码器 输入的是n位二进制代码，则其输出端子数NW2n。N=2n称为完全译码，N2n称为部分译码。 一、二进制译码器3-8译码器在3.1.1中提到的74LS138,就是用三位二进制码输入，具有八个输出端子的完全译码器。 它的三个输入端的每一种二进制码组合，代表某系统的八种状态之一。当八种状态的某一种 状态存在而向74LS138三个输入端输入对应于该状态的二进制码时
