第12章組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)

1、第十二章第十二章 組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì) 確定確定 Y = Y2 Y3= A AB B AB . A B. . A B . A . . A B B Y1 . A B & & & & Y Y3 Y2 . . 反演律反演律 反演律反演律 ABAB ABY 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 01 =A B . A B . Y = AB AB . AB .B A Y A B = AB +AB =A B =1 A B Y 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) =A B ABY 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 11 Y & & 1 . B A & C 1 0 1 A A =AC +BCY=

2、AC BC 設(shè)：設(shè)：C=1 封鎖封鎖 打開(kāi)打開(kāi) 選通選通A信號(hào)信號(hào) Y & & 1 . B A & C 0 0 1 設(shè)：設(shè)：C=0 選通選通B信號(hào)信號(hào) B =AC +BCY=AC BC 練習(xí)：分析該電路的邏輯功能 & & & & 1A B C L P & & & & 1A B C L P 練習(xí)：分析該電路的邏輯功能 解：第一步第一步：由邏輯圖逐級(jí)寫(xiě)出表達(dá)式 第二步第二步：化簡(jiǎn)與變換 第三步第三步：由表達(dá)式列出真值表 ABCP CPBPAPL ABCCABCBABCA CBAABCCBAABCCBAABCL )( 第四步第四步：分析邏輯功能 當(dāng)A、B、C三個(gè)變量不一 致時(shí)，輸出為“1”，所以這

3、個(gè)電路稱(chēng)為“不一致電路”。 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 A B C 0 1 1 1 1 1 1 0 L 真值表真值表 2 加法器加法器 0 0 0 0 1 1+1 0 1 0 1 010 不考慮低位不考慮低位 來(lái)的進(jìn)位來(lái)的進(jìn)位 半加器實(shí)現(xiàn)半加器實(shí)現(xiàn) 全加器實(shí)現(xiàn)全加器實(shí)現(xiàn) A B S C 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 BABABAS . .A B S C ABC 輸入輸入 -1 表示低位來(lái)的進(jìn)位表示低位來(lái)的進(jìn)位 Ai Bi Ci-1 Si Ci 1iii1iii1iii1iiii CBACBAC

4、BACBAS 1iii1iii1iii1iiii CBACBACBACBAC 1ii1iiii CACBBA 1iii CBA 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1ii1iiiii CACBBAC 1iiii CBAS & = 1 1 Ci Si & & 如何利用半加器構(gòu)成全加器？ 1 Bi Ai Ci-1 Si CI CO B3A3C3 3 C4 4 S3 CI CO B2A2C2 2 C3S2 CI CO B1A1C1 C2S1 CI CO B0A0C0 0=0=0 C1S0 串行

5、進(jìn)位并行加法器串行進(jìn)位并行加法器 例：用4個(gè)全加器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制加法器 n 位二進(jìn)制代碼有位二進(jìn)制代碼有 2n 種組合，可以表示種組合，可以表示 2n 個(gè)信息。個(gè)信息。 0 0 0 1 0 0 I0 I1 I2 I3 I5 I6 I 輸入輸入 輸輸 出出 Y2 Y1 Y0 Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4 I5 I6 I7 . = I4+ I5+ I6+ I7 Y1 = I2+I3+I6+I7 = I2 I3 I6 I7 . . . = I2 + I3 + I6+ I7 Y0 = I1+ I3+ I5+ I7 = I1 I3 I5 I7 . = I1 + I3+ I5

6、+ I7 1000000 0 111 I7I6I5I4I3I1I2 Y2Y1Y0 Y2 Y1 Y0 YS YEXI0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7S 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1

7、 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 輸輸 出出輸輸 入入 74LS148功能表功能表 的狀態(tài)加以區(qū)分和，用種出現(xiàn) 作用有信號(hào)，其他輸入不起，一旦優(yōu)先級(jí)高的輸入到優(yōu)先級(jí)是 時(shí)，輸入不起作用。 EXS YYYYY II S 1113 1 012 07 反碼輸出 Ys YEX Y0 Y1 Y2 G2 G3 G1 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S & &1 & 1 & 1 & 11 1 1111 111 11 SIIIIIIIIIIY SIIIIIIIIY SIIIIY 76564364210 76

8、5435421 76542 GND Y Y ST I I I I 127654 00123EXSCC Y I I I I Y YU 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74LS148管腳圖 例如，計(jì)算機(jī)中訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)地址或者訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)外設(shè)，首先是經(jīng)過(guò)譯碼， 找到被訪(fǎng)問(wèn)的設(shè)備和地址，然后再根據(jù)具體要求完成相應(yīng)操作。 兩個(gè)輸入量二進(jìn)制譯碼電路 S S B m0 B m0 A A m1 m1 m2 m2 m3 m3 & & & & 1 1 & & & & 1 1 1 輸輸 入入 A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 0 0 1 0 0 0

9、0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 輸輸 出出 Y0=A B C Y1=A B C Y2=A B C Y3=A B C Y7=A B C Y4=A BC Y6=A B C Y5=A B C CBA 111 & Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 0 1 1 1 0 0 10000000 A A B B C C 標(biāo)

10、準(zhǔn)譯碼器74LS138電路 分析。74LS138是3-8譯碼 器，電路如圖所示。 G0 Y0 G1 Y1 S1 G2 S2 Y2 S3 GS G3 Y3 G4 Y4 G5 A0 Y5 G6 A1 Y6 G7 A2 Y7 & & & & & & & 1 1 1 1 & 1 1 & 1 70127 60126 50125 40124 30123 20122 10121 00120 mAAAY mAAAY mAAAY mAAAY mAAAY mAAAY mAAAY mAAAY 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

11、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 x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 x 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 1 1 1 1 1 1 1 1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7A2 A1 A0S2+S3S1 輸輸 出出輸輸 入入 3-8譯碼器功能表譯碼器功能表 。輸出端被封鎖在高電平譯碼器被禁止，所有的正常工作狀態(tài)。否則， 處于輸出

12、為高電平，譯碼器時(shí)，是附加控制端，當(dāng)和、 s GSSSSSS01 321321 0 A S 2-42-4線(xiàn)譯碼器線(xiàn)譯碼器 AB CD 0Y 1Y 2Y 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S 3Y 1 A AE BECEDE +Ucc(5V) R2 R5 R1 UC2 T3 T4 F A T2 B T1 E T5 D R3 R4 & Y E B A 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 0 高阻高阻 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 ABEY 1E 0E ABY 功能表功能表 總線(xiàn)總線(xiàn) 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S 0 0 總線(xiàn)總線(xiàn) 0 A S 2-42-4線(xiàn)譯碼器線(xiàn)譯碼器 AB CD AE BECEDE 0Y

13、1Y 2Y 3Y 1 A 脫離總線(xiàn)脫離總線(xiàn) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 二二 十十 進(jìn)進(jìn) 制制 代代 碼碼 g f e d c b a （ 由七段發(fā)光二極管構(gòu)成由七段發(fā)光二極管構(gòu)成 例：例： 共陰極接法共陰極接法 a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 低低 電電 平平 時(shí)時(shí) 發(fā)發(fā) 光光 高高 電電 平平 時(shí)時(shí) 發(fā)發(fā) 光光 共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法 abcgdef d g f ec b a g f e d c b a 共陰極接法共陰極接法 abcdefg Q 3 Q2 Q 1 Q 0 a g f e d c b 譯譯 碼碼 器器 二二 十十 進(jìn)進(jìn) 制制 代代 碼碼 1 0

14、 0 1 0 1 1 1 1 1 1 7個(gè)個(gè) 4位位 g f e d c b a Q3 Q2 Q1 Q0 a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1 1 0

15、 1 1 9 BS204 A0 A1 A2 A3 CT74LS247CT74LS247 +5V 來(lái)來(lái) 自自 計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖 5107 a b c d e f g RBI BI LTA11 A22 LT3 BI4 RBI5 A36 A07 GND89 11 10 12 13 14 15 16 +UCC CT 74LS247 CT74LS247型譯碼型譯碼 器的外引線(xiàn)排列圖器的外引線(xiàn)排列圖 a b c d e f g 例例: :試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)三變量表決器。試用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)三變量表決器。A A、B B、C C三者中多數(shù)同意，三者中多數(shù)同意

16、， 提案通過(guò)，否則提案不被通過(guò)。提案通過(guò)，否則提案不被通過(guò)。 解：方案一：同意用解：方案一：同意用1 1表示，不同意用表示，不同意用0 0表示；通過(guò)用表示；通過(guò)用1 1表示，不表示，不 通過(guò)用通過(guò)用0 0表示。表示。 A B CA B CF F 0 0 00 0 0 0 0 10 0 1 0 1 00 1 0 0 1 10 1 1 1 0 01 0 0 1 0 11 0 1 1 1 01 1 0 1 1 11 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 FABBCCAAB BC CA A A B B B B C C C C A A F F & & & & & & &

17、 & FABBCCAAB BC CA n方案二：同意用方案二：同意用0 0表示，不同意用表示，不同意用1 1表示；通過(guò)用表示；通過(guò)用1 1表表 示，不通過(guò)用示，不通過(guò)用0 0表示。表示。 練習(xí)：練習(xí)：用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有 3 3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。杠鈴?fù)耆e上的裁決由個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。杠鈴?fù)耆e上的裁決由 每一個(gè)裁判按一下自己面前的按鈕來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩每一個(gè)裁判按一下自己面前的按鈕來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩 個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明成個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為

18、主裁判時(shí)，表明成 功的燈才亮。功的燈才亮。 解：解：第一步第一步：分析要求：分析要求 設(shè)主裁判為變量設(shè)主裁判為變量A A，副裁判分別為，副裁判分別為B B和和C C；表示成功與；表示成功與 否的燈為否的燈為Y Y，根據(jù)邏輯要求列出真值表。，根據(jù)邏輯要求列出真值表。 第二步第二步：列真值表：列真值表 第三步第三步：寫(xiě)出邏輯表達(dá)式并化簡(jiǎn)。：寫(xiě)出邏輯表達(dá)式并化簡(jiǎn)。 ABCCABCBAmmmY 765 ACABY 第四步第四步：畫(huà)邏輯圖：畫(huà)邏輯圖 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 A B C 0 0 0 0 0 1 1 1 L 真值表真值表

19、 注注 將化簡(jiǎn)后的與或邏輯表達(dá)式將化簡(jiǎn)后的與或邏輯表達(dá)式 轉(zhuǎn)換為與非形式轉(zhuǎn)換為與非形式 交通信號(hào)燈在正常情況下，交通信號(hào)燈在正常情況下，(R)亮亮停車(chē)，停車(chē)， (Y)亮亮準(zhǔn)備，準(zhǔn)備，(G)亮亮通行。正通行。正 常時(shí)，只有一個(gè)燈亮。如果燈全不亮或全亮或常時(shí)，只有一個(gè)燈亮。如果燈全不亮或全亮或 兩個(gè)燈同時(shí)亮，都是故障。兩個(gè)燈同時(shí)亮，都是故障。 輸入信號(hào)三個(gè)，輸出信號(hào)一個(gè)輸入信號(hào)三個(gè)，輸出信號(hào)一個(gè) ( RYGGRY GYRYGRGYRF RYGRYGGYRF YGG)R(YGYR RGG)R(YGYRF 0 0 0 1 G 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 F G Y R & 1 1 & 1 1 ABC BABABAG iiiii iii BAL Ai Bi Li Gi Mi 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 iii BAM ABC 1 & & 1 1 12.3 組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)冒險(xiǎn) n一個(gè)門(mén)電路只要有兩個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)向相反一個(gè)門(mén)電路只要有兩