數(shù)字電路 第3章 組合邏輯電路

1、第第3章章 組合邏輯電路組合邏輯電路學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法 利用數(shù)據(jù)選擇器和可編程邏輯器件進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的方法 加法器、編碼器、譯碼器等中規(guī)模集成電路的邏輯功能和使用方法第第3章章 組合邏輯電路組合邏輯電路3.1 組合邏輯電路的分組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法析與設(shè)計(jì)方法3.1 概述概述一.組合邏輯電路的特點(diǎn)組合邏輯電路的特點(diǎn) 組合邏輯電路組合邏輯電路：任意時(shí)刻的輸出僅由同時(shí)刻的輸入決定，與電路原來(lái)的狀：任意時(shí)刻的輸出僅由同時(shí)刻的輸入決定，與電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)；電路結(jié)構(gòu)中態(tài)無(wú)關(guān)；電路結(jié)構(gòu)中無(wú)無(wú)反饋環(huán)路（無(wú)記憶：即電路中不包含有存儲(chǔ)單元）。反饋環(huán)路（無(wú)記憶：即電路中不包含

2、有存儲(chǔ)單元）。（這就是組合邏輯電路在邏輯功能上的共同特點(diǎn)）（這就是組合邏輯電路在邏輯功能上的共同特點(diǎn)）如下圖某一組合邏輯電路的例子：如下圖某一組合邏輯電路的例子：S=（A B） CICO=（A B）CI + AB相應(yīng)的邏輯函數(shù) 表達(dá)式： 組合邏輯電路 a1 a2 an y1 y2 ym 輸 入 輸 出 ),( ),(),(2121222111nmmnnaaafyaaafyaaafy二、邏輯功能的描述 邏輯圖本身就是邏輯功能的一種表達(dá)方式，但不夠直觀，往往要轉(zhuǎn)化成邏輯函數(shù)或真值表的形式?；?qū)懗上蛄亢瘮?shù)的形式 Y = F（A）ABCY&3.2.1 組合邏輯電路的分析方法組合邏輯電路的分析方法邏輯圖

3、邏輯圖邏輯表邏輯表達(dá)式達(dá)式 1 1 最簡(jiǎn)與或最簡(jiǎn)與或表達(dá)式表達(dá)式化簡(jiǎn) 2 ABY 1BCY 2CAY 31Y2Y3YY 2 CABCABY從輸入到輸出逐級(jí)寫(xiě)出ACBCABYYYY 321A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111最簡(jiǎn)與或最簡(jiǎn)與或表達(dá)式表達(dá)式 3 真值表真值表CABCABY 3 4 電路的邏電路的邏輯功能輯功能當(dāng)輸入當(dāng)輸入A、B、C中有中有2 2個(gè)或個(gè)或3 3個(gè)為個(gè)為1 1時(shí)，輸時(shí)，輸出出Y為為1 1，否，否則輸出則輸出Y為為0 0。所以這個(gè)電路所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種實(shí)際上是一種3 3人表決用的人表決用的組合電路

4、：只組合電路：只要有要有2票或票或3票票同意，表決就同意，表決就通過(guò)。通過(guò)。 4 Y31111ABCYY1Y21邏輯圖邏輯圖邏輯表邏輯表達(dá)式達(dá)式BABBABBACBAY最簡(jiǎn)與或最簡(jiǎn)與或表達(dá)式表達(dá)式BBACBABYYYYBY2Y1YBAYCBAY213321真值表真值表A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 111111100ABCY&用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路的輸出Y只與輸入A、B有關(guān)，而與輸入C無(wú)關(guān)。Y和A、B的邏輯關(guān)系為：A、B中只要一個(gè)為0，Y=1；A、B全為1時(shí)，Y=0。所以Y和A、B的邏輯關(guān)系為與非運(yùn)算的關(guān)系。電路的邏輯功能電路的邏

5、輯功能ABBAY 設(shè)計(jì)組合邏輯電路要完成的工作設(shè)計(jì)組合邏輯電路要完成的工作：根據(jù)給出的實(shí)際：根據(jù)給出的實(shí)際邏輯問(wèn)題，求出實(shí)現(xiàn)該邏輯功能的最簡(jiǎn)邏輯電路。邏輯問(wèn)題，求出實(shí)現(xiàn)該邏輯功能的最簡(jiǎn)邏輯電路。 設(shè)計(jì)工作的步驟如下：設(shè)計(jì)工作的步驟如下： 一、邏輯抽象一、邏輯抽象 1、分析事件的因果關(guān)系，把、分析事件的因果關(guān)系，把原因原因定為定為輸入變量輸入變量，把把結(jié)果結(jié)果定為定為輸出變量輸出變量。 2、定義邏輯狀態(tài)的含意。即用、定義邏輯狀態(tài)的含意。即用0、1代表輸入、輸代表輸入、輸出變量的兩種不同狀態(tài)。出變量的兩種不同狀態(tài)。 3、根據(jù)給定的因果關(guān)系列出邏輯真值表。、根據(jù)給定的因果關(guān)系列出邏輯真值表。 通過(guò)以

6、上三步首先將實(shí)際的邏輯問(wèn)題抽象成邏輯函通過(guò)以上三步首先將實(shí)際的邏輯問(wèn)題抽象成邏輯函數(shù)（真值表）了。數(shù)（真值表）了。3.2.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 二、由真值表寫(xiě)出邏輯函數(shù)式，再化簡(jiǎn)。二、由真值表寫(xiě)出邏輯函數(shù)式，再化簡(jiǎn)。 三、選定器件的類(lèi)型：三、選定器件的類(lèi)型：根據(jù)對(duì)電路的具體要根據(jù)對(duì)電路的具體要求和器件的資源情況決定采用那一種類(lèi)型的器件求和器件的資源情況決定采用那一種類(lèi)型的器件（可采用小、中規(guī)模集成電路或可編程邏輯器件）。（可采用小、中規(guī)模集成電路或可編程邏輯器件）。 四、根據(jù)化簡(jiǎn)或變換后的邏輯函數(shù)式，四、根據(jù)化簡(jiǎn)或變換后的邏輯函數(shù)式，畫(huà)出邏輯電路的連接圖畫(huà)出邏輯電路

7、的連接圖 五、工藝設(shè)計(jì)：五、工藝設(shè)計(jì)：包括設(shè)計(jì)面板、電源、控制開(kāi)包括設(shè)計(jì)面板、電源、控制開(kāi)關(guān)等。關(guān)等。 對(duì)于邏輯電路的工程上的對(duì)于邏輯電路的工程上的最佳最佳設(shè)計(jì)，通常需要用多設(shè)計(jì)，通常需要用多個(gè)指標(biāo)去衡量，主要考慮的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：個(gè)指標(biāo)去衡量，主要考慮的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面： 所用的邏輯器件數(shù)目最少，器件的種類(lèi)最少，且器所用的邏輯器件數(shù)目最少，器件的種類(lèi)最少，且器件之間的連線最簡(jiǎn)單。這樣的電路稱件之間的連線最簡(jiǎn)單。這樣的電路稱“最小化最小化”電路。電路。 滿足速度要求，應(yīng)使級(jí)數(shù)盡量少，以減少門(mén)電路的延滿足速度要求，應(yīng)使級(jí)數(shù)盡量少，以減少門(mén)電路的延遲。遲。 功耗小，工作穩(wěn)定可靠。功耗小，工作

8、穩(wěn)定可靠。 而電路而電路“最佳化最佳化”是從滿足工程實(shí)際需要提出的。是從滿足工程實(shí)際需要提出的。顯然，顯然，“最小化最小化”電路不一定是電路不一定是“最佳化最佳化”電路，必須電路，必須從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和速度、從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和速度、 功耗等多個(gè)指標(biāo)綜合考慮，才能設(shè)功耗等多個(gè)指標(biāo)綜合考慮，才能設(shè)計(jì)出計(jì)出最佳電路最佳電路。 組合邏輯電路可以采用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，也可組合邏輯電路可以采用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，也可以采用中規(guī)模集成電路器件或存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件以采用中規(guī)模集成電路器件或存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。 雖然采用中、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)時(shí)，其最佳雖然采用中、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)時(shí)，其最佳含義及設(shè)

9、計(jì)方法都有所不同，但采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法仍含義及設(shè)計(jì)方法都有所不同，但采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法仍是數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此下面先介紹采用設(shè)計(jì)的實(shí)是數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此下面先介紹采用設(shè)計(jì)的實(shí)例。例。 真值表真值表電路功電路功能描述能描述：設(shè)計(jì)一個(gè)樓上、樓下開(kāi)關(guān)的控制邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)樓上、樓下開(kāi)關(guān)的控制邏輯電路來(lái)控制樓梯上的路燈，使之在上樓前，用樓下來(lái)控制樓梯上的路燈，使之在上樓前，用樓下開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，上樓后，用樓上開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈；開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，上樓后，用樓上開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈；或者在下樓前，用樓上開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，下樓后，或者在下樓前，用樓上開(kāi)關(guān)打開(kāi)電燈，下樓后，用樓下開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈。用樓下開(kāi)關(guān)關(guān)滅電燈。 設(shè)樓上

10、開(kāi)關(guān)為設(shè)樓上開(kāi)關(guān)為A，樓下開(kāi)關(guān)為，樓下開(kāi)關(guān)為B，燈泡為，燈泡為Y。并設(shè)并設(shè)A、B閉合時(shí)為閉合時(shí)為1，斷開(kāi)時(shí)為，斷開(kāi)時(shí)為0；燈亮?xí)r；燈亮?xí)rY為為1，燈滅時(shí)，燈滅時(shí)Y為為0。根據(jù)邏輯要求列出真值表。根據(jù)邏輯要求列出真值表。A BY0 00 11 01 10110 1 窮舉法 1 2 邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式或卡諾圖或卡諾圖最簡(jiǎn)與或最簡(jiǎn)與或表達(dá)式表達(dá)式化簡(jiǎn) 3 2 BABAY已為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式 4 邏輯變換邏輯變換 5 邏輯電路圖邏輯電路圖ABY&ABY=1用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)BABAYBAY用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)真值表真值表電路功電路功能描述能描述：用用與非門(mén)與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電

11、路。設(shè)舉重比賽有比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。杠鈴?fù)陚€(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全舉上的裁決由每一個(gè)裁判按一下自己面前的按鈕來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判為成功，并來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判為成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明成功的燈才會(huì)亮。且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明成功的燈才會(huì)亮。設(shè)主裁判為變量設(shè)主裁判為變量A，副裁判分別為，副裁判分別為B和和C；表示；表示成功與否的燈為成功與否的燈為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。 1 窮舉法 1 A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00

12、1 100001 0 01 0 11 1 01 1 10111 2 ABCCABCBAmmmY765 2 邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 ABC0001111001ABACY& 3 卡諾圖卡諾圖最簡(jiǎn)與或最簡(jiǎn)與或表達(dá)式表達(dá)式化簡(jiǎn) 4 5 邏輯變換邏輯變換 6 邏輯電邏輯電路圖路圖 3 化簡(jiǎn) 4 111Y= AB +AC 5 ACABY 6 3.4 組合電路中的競(jìng)爭(zhēng)組合電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象冒險(xiǎn)現(xiàn)象1、產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因、產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因 在組合電路中，當(dāng)輸入信號(hào)的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會(huì)在組合電路中，當(dāng)輸入信號(hào)的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會(huì)出現(xiàn)不正常的干擾信號(hào)，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象出現(xiàn)不正常的干擾信

13、號(hào)，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象稱為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。稱為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因：主要是門(mén)電路的延遲時(shí)間產(chǎn)生的。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因：主要是門(mén)電路的延遲時(shí)間產(chǎn)生的。AA1&Y1AAY1(a)(b)11Y2AAY2(a)(b)干擾信號(hào)01AAY12AAY 2. 競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的識(shí)別競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的識(shí)別 代數(shù)法代數(shù)法。當(dāng)函數(shù)表達(dá)式在一定條件下可以簡(jiǎn)化。當(dāng)函數(shù)表達(dá)式在一定條件下可以簡(jiǎn)化成成F=X+X， 或或F=XX的形式時(shí)，的形式時(shí)，X的變化可能引起的變化可能引起冒險(xiǎn)現(xiàn)象。冒險(xiǎn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法。兩個(gè)以上的輸入變量同時(shí)變化引起的。兩個(gè)以上的輸入變量同時(shí)變化引起的功能冒險(xiǎn)難以用上述方法判斷時(shí)，發(fā)現(xiàn)冒險(xiǎn)現(xiàn)象最有

14、功能冒險(xiǎn)難以用上述方法判斷時(shí)，發(fā)現(xiàn)冒險(xiǎn)現(xiàn)象最有效的方法是實(shí)驗(yàn)。效的方法是實(shí)驗(yàn)。 利用示波器仔細(xì)觀察在輸入信號(hào)利用示波器仔細(xì)觀察在輸入信號(hào)各種變化情況下的輸出信號(hào)，各種變化情況下的輸出信號(hào)， 發(fā)現(xiàn)毛刺則分析原因發(fā)現(xiàn)毛刺則分析原因并加以消除，這是經(jīng)常采用的辦法。并加以消除，這是經(jīng)常采用的辦法。 K圖法圖法。如果兩卡諾圈相切，而相切處又未被其它卡諾圈包。如果兩卡諾圈相切，而相切處又未被其它卡諾圈包圍，則可能發(fā)生冒險(xiǎn)現(xiàn)象。如圖圍，則可能發(fā)生冒險(xiǎn)現(xiàn)象。如圖4-40所示電路，其所示電路，其K圖示于圖圖示于圖4 - 40(a)，該圖上兩卡諾圈相切，當(dāng)輸入變量，該圖上兩卡諾圈相切，當(dāng)輸入變量ABC由由111變

15、為變?yōu)?11時(shí)，時(shí)，F(xiàn)從一個(gè)卡諾圈進(jìn)入另一個(gè)卡諾圈，若把圈外函數(shù)值視為從一個(gè)卡諾圈進(jìn)入另一個(gè)卡諾圈，若把圈外函數(shù)值視為0，則函數(shù)值可能按則函數(shù)值可能按1 - 0 - 1變化，從而出現(xiàn)毛刺。變化，從而出現(xiàn)毛刺。 圖 4 40 用K圖識(shí)別和消除邏輯冒險(xiǎn) ABC00011110011111(a)ABC00011110011111(b)BC例例 ： 判斷以下各圖 所示卡諾圖的冒險(xiǎn)情況。 (a) 兩個(gè)卡諾圈相切，將產(chǎn)生冒險(xiǎn)，相切處A=0, C=1, B變量變化時(shí)產(chǎn)生冒險(xiǎn)；(b) 卡諾圈相交， 無(wú)冒險(xiǎn)；(c) 卡諾圈對(duì)頂， 無(wú)冒險(xiǎn)；(d) 卡諾圖相頂， 無(wú)冒險(xiǎn)；(e) 卡諾圈ABC與AD相切，當(dāng)B=D=1

16、，C=0 時(shí)， 變量A變化時(shí)將產(chǎn)生冒險(xiǎn)。 上例上例 總結(jié)：總結(jié)： 判斷下圖 所示卡諾圖的冒險(xiǎn)情況。 AB00011110111101C(a)AB0001111011101C(b)AB00011110111101C(c)CD00011110110001AB11111110(d)CD000111101110001AB11111110(e)11. 接入濾波電容接入濾波電容圖 4 71 加小電容消除冒險(xiǎn) 3.4.3 消除競(jìng)爭(zhēng)消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法圖為 加濾波電容排除冒險(xiǎn)現(xiàn)象2. 加選通信號(hào)，避開(kāi)毛刺加選通信號(hào)，避開(kāi)毛刺。毛刺僅發(fā)生在輸入信號(hào)變化毛刺僅發(fā)生在輸入信號(hào)變化的瞬間，因此在這段時(shí)

17、間內(nèi)先將門(mén)封住，待電路進(jìn)入穩(wěn)的瞬間，因此在這段時(shí)間內(nèi)先將門(mén)封住，待電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，態(tài)后， 再加選通脈沖選取輸出結(jié)果。該方法簡(jiǎn)單易行，再加選通脈沖選取輸出結(jié)果。該方法簡(jiǎn)單易行，但選通信號(hào)的作用時(shí)間和極性等一定要合適。例如，像但選通信號(hào)的作用時(shí)間和極性等一定要合適。例如，像下圖下圖4-42所示的那樣，在組合電路中的輸出門(mén)的一個(gè)輸所示的那樣，在組合電路中的輸出門(mén)的一個(gè)輸入端，加入一個(gè)選通信號(hào)，入端，加入一個(gè)選通信號(hào)， 即可有效地消除任何冒險(xiǎn)即可有效地消除任何冒險(xiǎn)現(xiàn)象的影響。如圖現(xiàn)象的影響。如圖4-42所示電路中，盡管可能有冒險(xiǎn)發(fā)所示電路中，盡管可能有冒險(xiǎn)發(fā)生，但是輸出端卻不會(huì)反映出來(lái)，因?yàn)楫?dāng)險(xiǎn)象發(fā)生

18、時(shí)，生，但是輸出端卻不會(huì)反映出來(lái)，因?yàn)楫?dāng)險(xiǎn)象發(fā)生時(shí)，選通信號(hào)的低電平將輸出門(mén)封鎖了。選通信號(hào)的低電平將輸出門(mén)封鎖了。 2. 引入選通脈沖引入選通脈沖圖4-423、修改邏輯設(shè)計(jì)、修改邏輯設(shè)計(jì)BCBAYY1 ABC000111100000110111ABC12314&有圈相切，則有競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)有圈相切，則有競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)ACBCBAY增加冗余項(xiàng)，增加冗余項(xiàng)，消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)Y1ABC125341& 增加冗余項(xiàng)消除邏輯冒險(xiǎn)。例如，對(duì)于上例圖所示電路，增加冗余項(xiàng)消除邏輯冒險(xiǎn)。例如，對(duì)于上例圖所示電路，只要在其只要在其K圖上兩卡諾圈相切處加一個(gè)卡諾圈就可消除邏輯冒圖上兩卡諾圈相切處加一個(gè)卡諾圈就可消除邏輯

19、冒險(xiǎn)。這樣，函數(shù)表達(dá)式變?yōu)殡U(xiǎn)。這樣，函數(shù)表達(dá)式變?yōu)?即增加了一個(gè)冗余項(xiàng)。冗余項(xiàng)是簡(jiǎn)化函數(shù)時(shí)應(yīng)舍棄的多余項(xiàng)，即增加了一個(gè)冗余項(xiàng)。冗余項(xiàng)是簡(jiǎn)化函數(shù)時(shí)應(yīng)舍棄的多余項(xiàng)， 但為了電路工作可靠又需加上它?？梢?jiàn)，但為了電路工作可靠又需加上它?？梢?jiàn)，最簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)不一定最簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)不一定都是最佳的。都是最佳的。 以上三種方法各有特點(diǎn)。增加冗余項(xiàng)適用范圍有限；加以上三種方法各有特點(diǎn)。增加冗余項(xiàng)適用范圍有限；加濾波電容是實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段常采取的應(yīng)急措施；加選通脈沖則濾波電容是實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段常采取的應(yīng)急措施；加選通脈沖則是行之有效的方法。目前許多是行之有效的方法。目前許多MSI器件都備有使能器件都備有使能(選通控制選通控制)端

20、，端， 為加選通信號(hào)消除毛刺提供了方便。為加選通信號(hào)消除毛刺提供了方便。 ACBCBAY本節(jié)小結(jié)組合電路的特點(diǎn)：在任何時(shí)刻的輸出只取決于當(dāng)組合電路的特點(diǎn)：在任何時(shí)刻的輸出只取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而時(shí)的輸入信號(hào)，而與電路原來(lái)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)與電路原來(lái)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)。實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)組合電路的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)和門(mén)電路。組合電路的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)和門(mén)電路。組合電路的邏輯功能可用邏輯圖、真值表、邏輯組合電路的邏輯功能可用邏輯圖、真值表、邏輯表達(dá)式、卡諾圖和波形圖等表達(dá)式、卡諾圖和波形圖等5種方法來(lái)描述，它們?cè)诒痉N方法來(lái)描述，它們?cè)诒举|(zhì)上是相通的，可以互相轉(zhuǎn)換。質(zhì)上是相通的，可以互相轉(zhuǎn)換。組合電路的設(shè)計(jì)步驟：邏輯圖

21、組合電路的設(shè)計(jì)步驟：邏輯圖寫(xiě)出邏輯表達(dá)式寫(xiě)出邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)列出真值表列出真值表邏輯功能描述。邏輯功能描述。組合電路的設(shè)計(jì)步驟：列出真值表組合電路的設(shè)計(jì)步驟：列出真值表寫(xiě)出邏輯表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式或畫(huà)出卡諾圖達(dá)式或畫(huà)出卡諾圖邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)和變換邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)和變換畫(huà)出邏畫(huà)出邏輯圖。輯圖。在許多情況下，如果用中、大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)在許多情況下，如果用中、大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)，可以取得事半功倍的效果。組合函數(shù)，可以取得事半功倍的效果。加法器加法器1、半加器、半加器3.3.4. 1 半加器和全加半加器和全加器器能對(duì)兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加而求得和及進(jìn)位的邏輯電路稱為半加器

22、。 半加器真值表 Ai Bi Ci Si 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 iiiiiiiiiiBACBABABAS=1&AiBiSiCiAiBiSiCiCO半加器符號(hào)半加器電路圖加數(shù)向高位的進(jìn)位本位的和2、全加器、全加器能對(duì)兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并考慮低位來(lái)的進(jìn)位，即相當(dāng)于3個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)相加，求得和及進(jìn)位的邏輯電路稱為全加器。Ai Bi Ci-1Si Ci0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 01 01 00 11 00 10 11 1 AiBiCi-1000111100010111010 Si的卡諾圖 AiBi

23、Ci-1000111100001010111 Ci的卡諾圖17421iiiiCBAmmmmSiiiiiiiiBACBABAmmC153)(Ai、Bi：加數(shù)， Ci-1：低位來(lái)的進(jìn)位，Si：本位的和， Ci：向高位的進(jìn)位。iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiBACBABACBABABACBACBABAmmC111153)()(全加器的邏輯圖和邏輯符號(hào)全加器的邏輯圖和邏輯符號(hào)=1&AiBiCi-1SiCi (a) 邏輯圖 (c) 國(guó)標(biāo)符號(hào)AiBiCi-1SiCiAiBiCi-1SiCi(b) 曾用符號(hào)CI CO&FA=1111111111117421)()()()(iiiiiiiiiiii

24、iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBCBACBCBACBACBACBACBAmmmmS11iiiiiiiCBCABAC 用與門(mén)和或門(mén)實(shí)現(xiàn)用與門(mén)和或門(mén)實(shí)現(xiàn)1111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS Si Ci111 Ai Bi Ci-1& 用與或非門(mén)實(shí)現(xiàn)用與或非門(mén)實(shí)現(xiàn) AiBiCi-1000111100010111010 Si的卡諾圖 AiBiCi-1000111100001010111 Ci的卡諾圖1111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS11iiiiiiiCBCABAC先求Si和Ci。為此，合并值為0的最小項(xiàng)。再取反，得：1111

25、iiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBASS11iiiiiiiiCBCABACCCiSi & 1 & 1AiBiCi-11111111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS11iiiiiiiCBCABAC實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路稱為多位加法器。實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路稱為多位加法器。 1、串行進(jìn)位加法器、串行進(jìn)位加法器3.3. 4.2 多位加法器多位加法器：把把n位全加器串聯(lián)起來(lái)，低位全加器的進(jìn)位輸出位全加器串聯(lián)起來(lái)，低位全加器的進(jìn)位輸出連接到相鄰的高位全加器的進(jìn)位輸入。連接到相鄰的高位全加器的進(jìn)位輸入。如圖：為實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)如圖：為實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù) A

26、3A2A1A0 + B3B2B1B0 的電路。的電路。 C3 S3 C2 S2 C1 S1 C0 S0C0-1A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0COCOCOCOCICICICI：進(jìn)位信號(hào)是由低位向高位逐級(jí)傳遞的，速度不高。進(jìn)位信號(hào)是由低位向高位逐級(jí)傳遞的，速度不高。2、并行進(jìn)位加法器（超前進(jìn)位加法器）、并行進(jìn)位加法器（超前進(jìn)位加法器） iiiBAG iiiBAP進(jìn)位生成項(xiàng)進(jìn)位生成項(xiàng)進(jìn)位傳遞條件進(jìn)位傳遞條件11)(iiiiiiiiiCPGCBABAC進(jìn)位表達(dá)式進(jìn)位表達(dá)式1001230123123233233323310012012122122212210010110111011100

27、001000CPPPPGPPPGPPGPGCPGCCPSCPPPGPPGPGCPGCCPSCPPGPGCPGCCPSCPGCCPS11iiiiiiCPCBAS和表達(dá)式和表達(dá)式4位超前進(jìn)位加位超前進(jìn)位加法器遞推公式法器遞推公式S0S1S2S3C3C0-1A0B0A1B1A2B2A3B3=1&1P0G0P1G1P2G2P3G311=1&=1&C0C1C21&=1=1=1=1&=1& 16 15 14 13 12 11 10 974LS283 1 2 3 4 5 6 7 8VCC B2 A2 S2 B3 A3 S3 C3TTL 加法器 74LS283 引腳圖 16 15 14 13 12 11 10

28、 94008 1 2 3 4 5 6 7 8VDDB3C3 S3 S2 S1 S0 C0-1CMOS加法器 4008 引腳圖A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 VSSS1 B1 A1 S0 B0 A0 C0-1 GNDA15A12 B15B12 A11A8 B11B8 A7A4 B7B4 A3A0 B3B0 S15S14S13S12 S11S10S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S04 位加法器4 位加法器4 位加法器4 位加法器C15 C11 C7 C3 C0-1加法器的級(jí)連加法器的級(jí)連集成二進(jìn)制集成二進(jìn)制4位位超前進(jìn)位加法器超前進(jìn)位加法器3.3.4. 3 加法器的

29、應(yīng)用加法器的應(yīng)用1、8421 BCD碼轉(zhuǎn)換為余碼轉(zhuǎn)換為余3碼碼 BCD 碼 0 0 1 1余 3 碼 S3 S2 S1 S0C3 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 S3 S2 S1 S0C3 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0=1=1=1=1被加數(shù)/被減數(shù)加數(shù)/減數(shù)加減控制BCD碼碼+0011=余余3碼碼2、二進(jìn)制并行加法、二進(jìn)制并行加法/減法器減法器C0-10時(shí)，時(shí)，B 0=B，電路，電路執(zhí)行執(zhí)行A+B運(yùn)算；當(dāng)運(yùn)算；當(dāng)C0-11時(shí)，時(shí)，B 1=B，電路執(zhí)行，電路執(zhí)行AB=A+B運(yùn)算。運(yùn)算。3、二、二-十進(jìn)制加法器十進(jìn)制加法器C&進(jìn)位輸出被加數(shù)加數(shù)

30、“0”1&8421 BCD 輸出 S3 S2 S1 S0C3 4 位二進(jìn)制加法器 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 S3 S2 S1 S0C3 4 位二進(jìn)制加法器 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0進(jìn)位輸入13233SSSSCC修正條件修正條件本節(jié)小結(jié)能對(duì)兩個(gè)能對(duì)兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加而求得和及進(jìn)位的位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加而求得和及進(jìn)位的邏輯電路稱為半加器。邏輯電路稱為半加器。能對(duì)兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并考慮低位來(lái)的能對(duì)兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并考慮低位來(lái)的進(jìn)位，即相當(dāng)于進(jìn)位，即相當(dāng)于3 3個(gè)個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)的相加，求得和及位二進(jìn)制數(shù)的相加，求得和及

31、進(jìn)位的邏輯電路稱為全加器。進(jìn)位的邏輯電路稱為全加器。實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路稱為加法器。按照實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路稱為加法器。按照進(jìn)位方式的不同，加法器分為串行進(jìn)位加法器和超進(jìn)位方式的不同，加法器分為串行進(jìn)位加法器和超前進(jìn)位加法器兩種。串行進(jìn)位加法器電路簡(jiǎn)單、但前進(jìn)位加法器兩種。串行進(jìn)位加法器電路簡(jiǎn)單、但速度較慢，超前進(jìn)位加法器速度較快、但電路復(fù)雜。速度較慢，超前進(jìn)位加法器速度較快、但電路復(fù)雜。加法器除用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加外，還可用加法器除用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加外，還可用來(lái)設(shè)計(jì)代碼轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制減法器和十進(jìn)制加法來(lái)設(shè)計(jì)代碼轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制減法器和十進(jìn)制加法器等。器等。3.3 .5

32、 數(shù)值比較器數(shù)值比較器用來(lái)完成兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小比較的邏輯電路稱為數(shù)用來(lái)完成兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小比較的邏輯電路稱為數(shù)值比較器，簡(jiǎn)稱比較器。值比較器，簡(jiǎn)稱比較器。 1位數(shù)值比較器位數(shù)值比較器設(shè)設(shè)AB時(shí)時(shí)L11；AB時(shí)時(shí)L21；AB時(shí)時(shí)L31。得得1位數(shù)值比較器的真值表。位數(shù)值比較器的真值表。A BL1(AB) L2(AB) L3(A=B) L2(AB、AB AB) L2(AB) L3(A=B)111&1111111111&1&邏輯圖邏輯圖3.3.5.3 比較器的級(jí)聯(lián)比較器的級(jí)聯(lián) 16 15 14 1 3 12 11 10 974LS85 1 2 3 4 5 6 7 8VCC A3 B2 A2 A1

33、 B1 A0 B0B3 AB AB A=B AB AB AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB、 AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB必須預(yù)先預(yù)置為必須預(yù)先預(yù)置為1 ，最低最低4位的級(jí)聯(lián)輸入端位的級(jí)聯(lián)輸入端AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB A=B本節(jié)小結(jié)在各種數(shù)字系統(tǒng)尤其是在計(jì)算機(jī)中，經(jīng)在各種數(shù)字系統(tǒng)尤其是在計(jì)算機(jī)中，經(jīng)常需要對(duì)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行大小判別，然常需要對(duì)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行大小判別，然后根據(jù)判別結(jié)果轉(zhuǎn)向執(zhí)行某種操作。用來(lái)后根據(jù)判別結(jié)果轉(zhuǎn)向執(zhí)行某種操作。用來(lái)完成兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小比較的邏輯電路完成兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小比較的邏輯電路

34、稱為數(shù)值比較器，簡(jiǎn)稱比較器。在數(shù)字電稱為數(shù)值比較器，簡(jiǎn)稱比較器。在數(shù)字電路中，數(shù)值比較器的輸入是要進(jìn)行比較的路中，數(shù)值比較器的輸入是要進(jìn)行比較的兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)，輸出是比較的結(jié)果。兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)，輸出是比較的結(jié)果。利用集成數(shù)值比較器的級(jí)聯(lián)輸入端，很利用集成數(shù)值比較器的級(jí)聯(lián)輸入端，很容易構(gòu)成更多位數(shù)的數(shù)值比較器。數(shù)值比容易構(gòu)成更多位數(shù)的數(shù)值比較器。數(shù)值比較器的擴(kuò)展方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。擴(kuò)展較器的擴(kuò)展方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。擴(kuò)展時(shí)需注意時(shí)需注意TTL電路與電路與CMOS電路在連接方電路在連接方式上的區(qū)別。式上的區(qū)別。.4 編碼器編碼器實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器。輸入 輸 出

35、Y2 Y1 Y0 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 2.4.1 二進(jìn)制編碼器二進(jìn)制編碼器1、3位二進(jìn)制編碼器位二進(jìn)制編碼器輸輸入入8個(gè)互斥的信號(hào)個(gè)互斥的信號(hào)輸輸出出3位二進(jìn)制代碼位二進(jìn)制代碼真真值值表表753175310763276321765476542IIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIIIIIYI7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y2 Y1 Y0I7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y2 Y1 Y0(a) 由或門(mén)構(gòu)成(b) 由與非門(mén)構(gòu)成111&邏邏輯輯表表達(dá)達(dá)式式邏輯圖

36、邏輯圖2、 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器在優(yōu)先編碼器中優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的，即具有單在優(yōu)先編碼器中優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的，即具有單方面排斥的特性。方面排斥的特性。輸 入I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0輸 出Y2 Y1 Y010 10 0 10 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 11 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 0設(shè)設(shè)I7的優(yōu)先級(jí)別最高，的優(yōu)先級(jí)別最高，I6次之，依此類(lèi)推，次之，依此類(lèi)推，I0最低。最低。真真值值表表1246346567

37、1234567345675677024534567234567345676771456745675676772IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIY邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式邏輯圖邏輯圖111111&1&Y2 Y1 Y0I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I08線線-3線線優(yōu)優(yōu)先先編編碼碼器器如果要求輸出、輸入均為反變量，則只要在圖中如果要求輸出、輸入均為反變量，則只要在圖中的每一個(gè)輸出端和輸入端都加上反相器就可以了。的每一個(gè)輸出端和輸入端都加上反相器就可以了。2、集成、集成3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制

38、優(yōu)先編碼器VCC YS YEX I3 I2 I1 I0 Y0I4 I5 I6 I7 ST Y2 Y1 GND 16 15 14 13 12 11 10 974LS148 1 2 3 4 5 6 7 8 Y2 Y1 Y0 YS YEXST I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 6 7 9 15 1474LS148 5 4 3 2 1 13 12 11 10(a) 引腳排列圖(b) 邏輯功能示意圖集成集成3 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14874LS148ST為使能輸入端，低電平有效。YS為使能輸出端，通常接至低位芯片的端。YS和ST配合可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)編碼器之間的優(yōu)先級(jí)別

39、的控制。YEX為擴(kuò)展輸出端，是控制標(biāo)志。 YEX 0表示是編碼輸出； YEX 1表示不是編碼輸出。輸 入輸 出ST01234567 IIIIIIII012 YYYEXYSY10000000001 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 01 1 11 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 11 00 10 10 10 10 10 10 10 1集成集成3 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14874LS1

40、48的真值表的真值表輸輸入入：邏輯：邏輯0(0(低電平）有效低電平）有效輸輸出出：邏輯：邏輯0(0(低電平）有效低電平）有效 Y0 Y1 Y2 Y3 YEX Y0 Y1 Y2 YEXYS 低位片 ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 YEXYS 高位片 ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15&集成集成3 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14874LS148的級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)16線線-4線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器優(yōu)先級(jí)別從015 II遞降

41、輸 入I輸 出Y3 Y2 Y1 Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 12.4.2 二二-十進(jìn)制編碼器十進(jìn)制編碼器1、8421 BCD碼編碼器碼編碼器輸輸入入10個(gè)互斥的數(shù)碼個(gè)互斥的數(shù)碼輸輸出出4位二進(jìn)制代碼位二進(jìn)制代碼真真值值表表9753197531076327632176547654298983IIIIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIY邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式I9 I

42、8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y3 Y2 Y1 Y0(a) 由或門(mén)構(gòu)成1111I9 I8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0(b) 由與非門(mén)構(gòu)成Y3 Y2 Y1 Y0&邏輯圖邏輯圖I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0Y3 Y2 Y1 Y01 0 1 0 0 1 0 0 0 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1

43、 00 0 0 10 0 0 02、8421 BCD碼優(yōu)先編碼器碼優(yōu)先編碼器真值表真值表優(yōu)先級(jí)別從 I9至 I0遞降邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式124683468568789123456789345678956789789902458934589689789234567893456789678978914895896897894567895678967897892898993IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIII

44、IY邏輯圖邏輯圖11111111 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y3 Y2 Y1 Y01 &1 &1&1在 每 一 個(gè) 輸 入 端 和 輸 出 端 都 加 上 反 相 器 ， 便 可 得 到輸 入 和 輸 出 均 為 反 變 量 的 8421 BCD 碼優(yōu)先編碼器。 10線-4線優(yōu)先編碼器 16 15 14 13 12 11 10 974LS147 1 2 3 4 5 6 7 8VCC NC Y3 I3 I2 I1 I9 Y0I4 I5 I6 I7 I8 Y2 Y1 GND3、集成、集成10線線-4線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器輸入端和輸出端都是低電平有效本節(jié)小結(jié)用二進(jìn)

45、制代碼表示特定對(duì)象的過(guò)程用二進(jìn)制代碼表示特定對(duì)象的過(guò)程稱為編碼；實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為稱為編碼；實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器。編碼器。編碼器分二進(jìn)制編碼器和十進(jìn)制編編碼器分二進(jìn)制編碼器和十進(jìn)制編碼器，各種編碼器的工作原理類(lèi)似，碼器，各種編碼器的工作原理類(lèi)似，設(shè)計(jì)方法也相同。集成二進(jìn)制編碼器設(shè)計(jì)方法也相同。集成二進(jìn)制編碼器和集成十進(jìn)制編碼器均采用優(yōu)先編碼和集成十進(jìn)制編碼器均采用優(yōu)先編碼方案。方案。.5 譯碼器譯碼器譯碼器就是把一種代碼轉(zhuǎn)換為另一種代碼的電路。把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程稱為譯碼，把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程稱為譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為

46、譯碼器。2.5.1 二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器設(shè)二進(jìn)制譯碼器的輸入端為設(shè)二進(jìn)制譯碼器的輸入端為n個(gè)，則輸出端為個(gè)，則輸出端為2n個(gè)，個(gè)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，2n個(gè)輸出中只有個(gè)輸出中只有一個(gè)為一個(gè)為1（或?yàn)椋ɑ驗(yàn)?），其余全為），其余全為0（或?yàn)椋ɑ驗(yàn)?）。）。二進(jìn)制譯碼器可以譯出輸入變量的全部狀態(tài)，故二進(jìn)制譯碼器可以譯出輸入變量的全部狀態(tài)，故又稱為變量譯碼器。又稱為變量譯碼器。1、3位二進(jìn)制譯碼器位二進(jìn)制譯碼器A2 A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 0

47、 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 1真值表真值表輸輸入入：3位二進(jìn)制代碼位二進(jìn)制代碼輸輸出出：8個(gè)互斥的信號(hào)個(gè)互斥的信號(hào)01270126012501240123012201210120AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAY&111 A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式邏輯圖邏輯圖電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：與門(mén)組成的陣列：與門(mén)組成的陣列

48、3 線-8 線譯碼器2、集成二進(jìn)制譯碼器、集成二進(jìn)制譯碼器74LS138 16 15 14 13 12 11 10 974LS138 1 2 3 4 5 6 7 8VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6A0 A1 A2 G2A G2B G1 Y7 GND74LS138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6Y7A0 A1 A2 G2A G2B G1Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6Y7A0 A1 A2 STB STC STA(a) 引腳排列圖(b) 邏輯功能示意圖A2、A1、A0為二進(jìn)制譯碼輸入端，為二進(jìn)制譯碼輸入端， 為譯碼輸出端（低電平為譯碼輸出端（低電平有效），有效），

49、G1、 、為選通控制端。當(dāng)、為選通控制端。當(dāng)G11、 時(shí)，時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)；當(dāng)譯碼器處于工作狀態(tài)；當(dāng)G10、時(shí)，譯碼器處于、時(shí)，譯碼器處于禁止?fàn)顟B(tài)。禁止?fàn)顟B(tài)。07YYAG2BG2022BAGG122BAGG真值表真值表輸 入使 能選 擇輸 出G1 2GA2 A1 A001234567 YYYYYYYY 1 0 1 01 01 01 01 01 01 01 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 0 1 11

50、1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1輸輸入入：自然二進(jìn)制碼：自然二進(jìn)制碼輸輸出出：低電平有效：低電平有效BAGGG222Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10Y11 Y12 Y13 Y14 Y15使能譯碼輸出 A0A1A2 A3 “1”譯碼輸入 A0A1A2 STA STB STC低位片 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A0A1A2 STA STB STC 高位片 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y73、74LS138的級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)4

51、 線-16 線譯碼器二二-十進(jìn)制譯碼器的輸入是十進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制譯碼器的輸入是十進(jìn)制數(shù)的4位二進(jìn)制編碼（位二進(jìn)制編碼（BCD碼），分別用碼），分別用A3、A2、A1、A0表示；輸出的是與表示；輸出的是與10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字相個(gè)十進(jìn)制數(shù)字相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的10個(gè)信號(hào)，用個(gè)信號(hào)，用Y9Y0表示。由于二表示。由于二-十進(jìn)制譯碼器有十進(jìn)制譯碼器有4根輸入線，根輸入線，10根輸出線，根輸出線，所以又稱為所以又稱為4線線-10線譯碼器。線譯碼器。2.5.2 二二-十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器1、8421 BCD碼譯碼器碼譯碼器把二把二-十進(jìn)制代碼翻譯成十進(jìn)制代碼翻譯成10個(gè)十進(jìn)制數(shù)個(gè)十進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的電路，稱為二字信號(hào)的

52、電路，稱為二-十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器。A3 A2 A1 A0Y9 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0

53、01 0 0 0 0 0 0 0 0 0真值表真值表01239012380123701236012350123401233012320123101230 AAAA YAAAAYAAAA YAAAAYAAAA YAAAAYAAAA YAAAAYAAAA YAAAAY A0 A1 A2 A3 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y91111&邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式邏輯圖邏輯圖采用完全譯碼方案 A0 A1 A2 A3 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y91111&將與門(mén)換成與非門(mén)，則輸出為反變量，將與門(mén)換成與非門(mén)，則輸出為反變量，即為低電平有效即為低電平有效。、

54、集成、集成8421 BCD碼碼譯碼器譯碼器74LS42 16 15 14 13 12 11 10 974LS42 1 2 3 4 5 6 7 8VCC A0 A1 A2 A3 Y9 Y8 Y7Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 GND 74LS42 A0 A1 A2 A3Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9A0 A1 A2 A3(a) 引腳排列圖(b) 邏輯功能示意圖輸出為反變量，即為低電平有效，并且采用完全譯碼方案。abcdefgh a b c d a f b e f g h g e c d(a) 外形圖(

55、b) 共陰極(c) 共陽(yáng)極+VCCabcdefgh2.5.3 顯示譯碼器顯示譯碼器1、數(shù)碼顯示器、數(shù)碼顯示器用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種顯示器件，從而將用二進(jìn)制代碼表用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種顯示器件，從而將用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字、文字、符號(hào)翻譯成人們習(xí)慣的形式直觀地顯示的數(shù)字、文字、符號(hào)翻譯成人們習(xí)慣的形式直觀地顯示出來(lái)的電路，稱為顯示譯碼器。示出來(lái)的電路，稱為顯示譯碼器。b=c=f=g=1，a=d=e=0時(shí)時(shí)c=d=e=f=g=1，a=b=0時(shí)時(shí)共陰極共陰極2、顯示譯碼器、顯示譯碼器真值表僅適用于共陰極真值表僅適用于共陰極LED真值表真值表 A3A2A1A00001111000101010111111101002010

56、23AAAAAAAaa的卡諾圖的卡諾圖 A3A2A1A000011110001110110111111010b的卡諾圖的卡諾圖 A3A2A1A000011110001110111111111001c的卡諾圖的卡諾圖01012AAAAAb012AAAc A3A2A1A000011110001010101011101011d的卡諾圖的卡諾圖 A3A2A1A000011110001010100011001011e的卡諾圖的卡諾圖012120102AAAAAAAAAd0102AAAAe A3A2A1A000011110001110101111001001f的卡諾圖的卡諾圖 A3A2A1A0000111

57、10000110101111101011g的卡諾圖的卡諾圖0212013AAAAAAAf1212013AAAAAAAg邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式121201302120130102012120102012010120201023AAAAAAAgAAAAAAAfAAAAeAAAAAAAAAdAAAcAAAAAbAAAAAAAa邏輯圖邏輯圖a b c d e f g A3 A2 A1 A01111&2、集成顯示譯碼器、集成顯示譯碼器74LS48 16 15 14 13 12 11 10 974LS48 1 2 3 4 5 6 7 8VCC f g a b c d eA1 A2 LT BI/RBO RBI

58、 A3 A0 GND引腳排列圖引腳排列圖輸 入輸 出功能或十進(jìn)制數(shù)LT RBIA3 A2 A1 A0RBOBI /a b c d e f gRBOBI / (滅燈)LT (試燈)RBI (動(dòng)態(tài)滅零)0 1 00 0 0 00(輸入)100 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 001234567891011121314151 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1

59、0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 111111111111111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0功功能能表表由真值表可以看出，為了增強(qiáng)器件的功能，在 74LS48 中還設(shè)置了一些輔助端。這些輔助端的功

60、能如下：（1）試燈輸入端LT：低電平有效。當(dāng)LT0 時(shí)，數(shù)碼管的七段應(yīng)全亮，與輸入的譯碼信號(hào)無(wú)關(guān)。本輸入端用于測(cè)試數(shù)碼管的好壞。（2）動(dòng)態(tài)滅零輸入端RBI：低電平有效。當(dāng)LT1、RBI0、且譯碼輸入全為 0 時(shí)，該位輸出不顯示，即 0 字被熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為 0 時(shí)，該位正常顯示。本輸入端用于消隱無(wú)效的 0。如數(shù)據(jù)0034.50 可顯示為 34.5。（3）滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出端RBOBI /：這是一個(gè)特殊的端鈕，有時(shí)用作輸入，有時(shí)用作輸出。當(dāng)RBOBI /作為輸入使用，且RBOBI /0 時(shí)，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無(wú)關(guān)。當(dāng)RBOBI /作為輸出使用時(shí)，受控于LT和RBI：當(dāng)LT1 且