第4章 組合邏輯電路(shen) (2)

1、第第4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 利用小規(guī)模集成器件（SSI）進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的方法 加法器、數(shù)據(jù)選擇器、譯碼器等中規(guī)模集成電路的邏輯功能和使用方法第第4章章 組合邏輯電路組合邏輯電路組合電路組合電路：輸出僅由當(dāng)前輸入決定，與電路以：輸出僅由當(dāng)前輸入決定，與電路以前狀態(tài)無(wú)關(guān)；電路結(jié)構(gòu)中前狀態(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）反饋環(huán)路（無(wú)記憶）組合邏輯電路I0I1In-1Y0Y1Ym-1輸入輸出),( ),(),(110111101111000nmmnnIIIfYIIIfYIIIfYABCY&4.1.1 組合邏輯電路的分析方法組合邏輯

2、電路的分析方法邏輯圖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A、B、C中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出Y為1，否則輸出Y為0。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種3人表決用的組合電路：只要有2票或3票同意，表決就通過(guò)。 4 Y31111ABCYY1Y21邏輯圖

3、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&用與非門實(shí)現(xiàn)用與非門實(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輯功能ABBAY4.1.2 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 根據(jù)邏輯功能的要求及器件資源情況，設(shè)

4、計(jì)出實(shí)現(xiàn)該功能的最佳電路。 采用小規(guī)模集成器件（SSI）的組合邏輯電路設(shè)計(jì)步驟：1.邏輯功能要求-真值表 2.邏輯函數(shù)表達(dá)式 3.化簡(jiǎn)或轉(zhuǎn)換(最簡(jiǎn)與或式，與非-與非式等) 4.變換表達(dá)式（根據(jù)輸入變量要求進(jìn)行變換。） 5.邏輯圖 要求：所用門數(shù)最少，每個(gè)門輸入端數(shù)目最少，即盡可能減少門的種類與數(shù)目。 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，用樓下開關(guān)打開電燈，上樓后，用樓上開關(guān)關(guān)滅電燈；或者在下樓前，用樓上開關(guān)打開電燈，下樓后，用樓下開關(guān)關(guān)滅電燈。設(shè)樓上開關(guān)為A，樓下開關(guān)為B，燈泡為Y。并設(shè)A、B閉合時(shí)為1，斷開時(shí)為0；燈亮?xí)r

5、Y為1，燈滅時(shí)Y為0。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用與非門實(shí)現(xiàn)BABAYBAY用異或門實(shí)現(xiàn)真值表真值表電路功電路功能描述能描述：用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有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)，表明成功的燈才亮。設(shè)主裁判為變量A，

6、副裁判分別為B和C；表示成功與否的燈為Y，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 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 例例. .多數(shù)表決電路，過(guò)半數(shù)通過(guò)，否則不能通過(guò)。多數(shù)表決電路，過(guò)半數(shù)通過(guò)，否則不能通過(guò)?？ㄖZ圖：卡諾圖：函數(shù)表達(dá)式：函

7、數(shù)表達(dá)式：得最簡(jiǎn)與或式：得最簡(jiǎn)與或式：F=AB+AC+BCF=AB+AC+BC 若用與非器件，對(duì)上式兩次若用與非器件，對(duì)上式兩次求反，得與非求反，得與非- -與非表達(dá)式：與非表達(dá)式：點(diǎn)擊此處查看電路圖點(diǎn)擊此處查看電路圖若采用或非器件：若采用或非器件：F=AB+AC+BC=A(B+C)+BC=(A+BC)(B+C) =(A+B)(A+C)(B+C) 點(diǎn)擊此處點(diǎn)擊此處查看電路圖查看電路圖兩次求反，得或非兩次求反，得或非-或非式：或非式： 若采用與或非器件：若采用與或非器件：點(diǎn)擊此處點(diǎn)擊此處查看電路圖查看電路圖4.2 常見組合邏輯電路常見組合邏輯電路的分析設(shè)計(jì)的分析設(shè)計(jì)1、半加器、半加器4.2.1

8、全加器全加器能對(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。半加器真值表Ai BiSi Ci0 00 11 01 10 01 01 00 1iiiiiiiiiiBACBABABAS=1&AiBiSiCiAiBiSiCiCO半加器符號(hào)半加器電路圖加數(shù)本位的和向高位的進(jìn)位2、全加器、全加器能對(duì)兩個(gè)1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-10

9、00111100010111010 Si的卡諾圖 AiBiCi-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

10、=1111111111117421)()()()(iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBCBACBCBACBACBACBACBAmmmmS11iiiiiiiCBCABAC 用與門和或門實(shí)現(xiàn)用與門和或門實(shí)現(xiàn)1111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS Si Ci 1 1 1 Ai Bi Ci-1 1 1 & & & & & & & 用與或非門實(shí)現(xiàn)用與或非門實(shí)現(xiàn) AiBiCi-1000111100010111010 Si的卡諾圖 AiBiCi-100011110000101011

11、1 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：1111iiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBASS11iiiiiiiiCBCABACCCiSi & 1 & 1AiBiCi-11111111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS11iiiiiiiCBCABAC實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路稱為加法器。3、串行進(jìn)位加法器、串行進(jìn)位加法器：把n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。 C3 S3 C2 S2 C1 S

12、1 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。4、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1001230123123233233323310012012122122212210010110111011100001000CPPPPGPPPGPPGPGCPGCCPSCPPPGPPGPGCPGCCPSCPPGPGCPGCCPSCPGCCPS1

13、1iiiiiiCPCBAS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 S0 S1 S2 S3 C3 C0-1 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 =1 & & 1 P0 G0 P1 G1 P2 G2 P3 G3 1 1 =1 & & & & =1 & & & C0 C1 C2 1 & & =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

14、 A3 S3 C3TTL 加法器 74LS283 引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 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

15、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)位加法器實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器。輸入輸 出Y2 Y1 Y0I0I1I2I3I4I5I6I70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 0 01 1 14.2.2 編碼器編碼器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)

16、 由或門構(gòu)成(b) 由與非門構(gòu)成111&邏邏輯輯表表達(dá)達(dá)式式邏輯圖邏輯圖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)I7的優(yōu)先級(jí)別最高，I6次之，依此類推，I0最低。真真值值表表1246346567123456734567567702

17、4534567234567345676771456745675676772IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIY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，則只要在圖中的每一個(gè)輸出端和輸入端都加上反相器就可以了。3、集成、集成3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器VCC YS YEX I3 I2 I1 I0 Y0I4 I5 I6 I7 ST Y2 Y1 GN

18、D 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ST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。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輸 入輸

19、 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74LS14874LS148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

20、）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遞降輸 入I輸 出Y3 Y2 Y1 Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6

21、(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 15、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 I8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y3 Y2 Y1 Y0(a) 由或門構(gòu)成1111I9 I8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0

22、(b) 由與非門構(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 00 0 0 10 0 0 06、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

23、達(dá)式124683468568789123456789345678956789789902458934589689789234567893456789678978914895896897894567895678967897892898993IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIY邏輯圖邏輯圖11111111 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y3 Y2 Y1 Y01 &1

24、 &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 GND7、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)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

25、二進(jìn)制編碼器和十進(jìn)制編碼器，各種譯碼器的工作原理類似，碼器，各種譯碼器的工作原理類似，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。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，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。4.2.3 譯碼器譯碼器設(shè)二進(jìn)制譯碼器的輸入端為n個(gè)，則輸出端為2n個(gè)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，2n個(gè)輸出中只有一個(gè)為1（或?yàn)?），其余全為0（或?yàn)?）。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。1、二進(jìn)制譯碼器、二進(jìn)制譯碼器3位二

26、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 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)01270126012501240123012201210120AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAA

27、YAAAYAAAY&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)：與門組成的陣列：與門組成的陣列3 線-8 線譯碼器集成二進(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 S

28、TB 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， 為譯碼輸出端（低電平有效），G1、 、為選通控制端。當(dāng)G11、 時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)；當(dāng)G10、時(shí)，譯碼器處于禁止?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

29、1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 0 1 11 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

30、 Y4 Y5 Y6 Y774LS138的級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)4 線-16 線譯碼器二-十進(jìn)制譯碼器的輸入是十進(jìn)制數(shù)的4位二進(jìn)制編碼（BCD碼），分別用A3、A2、A1、A0表示；輸出的是與10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字相對(duì)應(yīng)的10個(gè)信號(hào)，用Y9Y0表示。由于二-十進(jìn)制譯碼器有4根輸入線，10根輸出線，所以又稱為4線-10線譯碼器。2、 二二-十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器8421 BCD碼譯碼器碼譯碼器把二-十進(jìn)制代碼翻譯成10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的電路，稱為二-十進(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

31、 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 01 0 0 0 0 0 0 0 0 0真值表真值表01239012380123701236012350123401233012320123101230 AAAA YAAAAYAAAA YAA

32、AAYAAAA 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&將與門換成與非門，則輸出為反變量，即為低電平有效。集成集成8421 BCD碼譯碼碼譯碼器器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

33、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(b) 共陰極(c) 共陽(yáng)極+VCCabcdefgh3、顯示譯碼器、顯示譯碼器數(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。b=c=f=

34、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 A3A2A1A0000111100010101011111110100201023AAAAAAAaa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 A3A2A1A000011

35、110001010100011001011e的卡諾圖的卡諾圖012120102AAAAAAAAAd0102AAAAe A3A2A1A000011110001110101111001001f的卡諾圖的卡諾圖 A3A2A1A000011110000110101111101011g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

36、A2 A1 A01111&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 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 1

37、1 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 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

38、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

39、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RBI0 時(shí)，RBOBI /0；其它情況下RBOBI /1。本端鈕主要用于顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼器之間的連接。輔助端功能輔助端功能本節(jié)小結(jié)把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程稱為譯把代碼狀態(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)際上譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。實(shí)際上譯碼器就是把一種代碼轉(zhuǎn)換為另一種代碼的電路。碼器就是把一種代碼

40、轉(zhuǎn)換為另一種代碼的電路。譯碼器分二進(jìn)制譯碼器、十進(jìn)制譯碼器及字符譯碼器分二進(jìn)制譯碼器、十進(jìn)制譯碼器及字符顯示譯碼器，各種譯碼器的工作原理類似，設(shè)計(jì)顯示譯碼器，各種譯碼器的工作原理類似，設(shè)計(jì)方法也相同。方法也相同。二進(jìn)制譯碼器能產(chǎn)生輸入變量的全部最小項(xiàng)，二進(jìn)制譯碼器能產(chǎn)生輸入變量的全部最小項(xiàng)，而任一組合邏輯函數(shù)總能表示成最小項(xiàng)之和的形而任一組合邏輯函數(shù)總能表示成最小項(xiàng)之和的形式，所以，由二進(jìn)制譯碼器加上或門即可實(shí)現(xiàn)任式，所以，由二進(jìn)制譯碼器加上或門即可實(shí)現(xiàn)任何組合邏輯函數(shù)。此外，用何組合邏輯函數(shù)。此外，用4 4線線-16-16線譯碼器還可線譯碼器還可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)BCDBCD碼到十進(jìn)制碼的變換。碼到十

41、進(jìn)制碼的變換。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。4.2.4 數(shù)值比較器數(shù)值比較器設(shè)AB時(shí)L11；AB時(shí)L21；AB時(shí)L31。得1位數(shù)值比較器的真值表。A BL1(AB) L2(AB)L3(A=B)L2(AB AB AB3A3B2A2B1A1B0A0B、AB AB) L2(AB) L3(A=B)111&1111111111&1&邏輯圖邏輯圖比較器的級(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 B1 A0 B0B3 AB AB A=B AB AB

42、AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB、 AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB必須預(yù)先預(yù)置為0 ，最低4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

43、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。4.2.5 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器輸 入 D A1 A0輸 出 YD0 0 0D1 0 1D2 1 0D3 1 1 D0 D1 D2 D330013012011010iiimDAA

44、DAADAADAADY真值表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式地地址址變變量量輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)由地址碼決定從路輸入中選擇哪路輸出。邏輯圖邏輯圖1111D0 D1 D2 D3A1A0&1Y集成數(shù)據(jù)選擇器集成數(shù)據(jù)選擇器 16 15 14 13 12 11 10 974LS153 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 2S A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y1S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y GND集成雙集成雙4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74LS153輸 入輸 出 S D A1 A0 Y1 0 D0 0 00 D1 0 10 D2 1 00 D3 1 1 0 D0 D1 D2

45、D3選通控制端選通控制端S為低電平有效，即為低電平有效，即S=0時(shí)芯片被選時(shí)芯片被選中，處于工作狀態(tài)；中，處于工作狀態(tài)；S=1時(shí)芯片被禁止，時(shí)芯片被禁止，Y0。集成集成8選選1數(shù)數(shù)據(jù)選擇器據(jù)選擇器74LS151 16 15 14 13 12 11 10 974LS151 1 2 3 4 5 6 7 8VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y Y S GND70012701210120iiimDAAADAAADAAADY70012701210120iiimDAAADAAADAAADYS0 時(shí)S 1時(shí) ， 選 擇 器 被 禁 止 ， 無(wú) 論 地 址 碼 是 什 么

46、 ， Y總 是 等 于0輸 入輸 出D A2 A1 A0 SY Y 1D0 0 0 0 0D1 0 0 1 0D2 0 1 0 0D3 0 1 1 0D4 1 0 0 0D5 1 0 1 0D6 1 1 0 0D7 1 1 1 00 1D0 0DD1 1DD2 2DD3 3DD4 4DD5 5DD6 6DD7 7D74LS151的的真真值值表表 Y Y74LS151(2)D7 D0 A2A1A0 EN Y Y74LS151(1)D7 D0 A2A1A0 EN11D15 D8D7 D0A3A2A1A0S2S1Y2Y1YY2Y1數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展A30 時(shí)，1S0、2S1，片(2)禁

47、止、片(1)工作A31時(shí)，1S1、2S0，片(1)禁止、片(2)工作本節(jié)小結(jié)數(shù)據(jù)選擇器是能夠從來(lái)自不同地址的多路數(shù)字信數(shù)據(jù)選擇器是能夠從來(lái)自不同地址的多路數(shù)字信息中任意選出所需要的一路信息作為輸出的組合電息中任意選出所需要的一路信息作為輸出的組合電路，至于選擇哪一路數(shù)據(jù)輸出，則完全由當(dāng)時(shí)的選路，至于選擇哪一路數(shù)據(jù)輸出，則完全由當(dāng)時(shí)的選擇控制信號(hào)決定。擇控制信號(hào)決定。數(shù)據(jù)選擇器具有標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式的形式，提供了數(shù)據(jù)選擇器具有標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式的形式，提供了地址變量的全部最小項(xiàng)，并且一般情況下，地址變量的全部最小項(xiàng)，并且一般情況下，D Di i可以可以當(dāng)作一個(gè)變量處理。因?yàn)槿魏谓M合邏輯函數(shù)總可以當(dāng)作一個(gè)

48、變量處理。因?yàn)槿魏谓M合邏輯函數(shù)總可以用最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式構(gòu)成。所以，利用數(shù)據(jù)選用最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式構(gòu)成。所以，利用數(shù)據(jù)選擇器的輸入擇器的輸入D Di i來(lái)選擇地址變量組成的最小項(xiàng)來(lái)選擇地址變量組成的最小項(xiàng)m mi i，可，可以實(shí)現(xiàn)任何所需的組合邏輯函數(shù)。以實(shí)現(xiàn)任何所需的組合邏輯函數(shù)。4.2.6 數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器由地址碼決定將輸入數(shù)據(jù)送給哪路輸出。輸 入輸出A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3D0 00 11 01 1D 0 0 00 D 0 00 0 D 00 0 0 D真值表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式地地址址變變量量輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)013012011010 ADAYADAYAADYAAD

49、Y邏輯圖邏輯圖11DA1 A0Y0 Y1 Y2 Y3&013012011010 ADAYADAYAADYAADY集成數(shù)據(jù)分配器集成數(shù)據(jù)分配器把二進(jìn)制譯碼器的使能端作為數(shù)據(jù)輸入端，二進(jìn)制代碼輸入端作為地址碼輸入端，則帶使能端的二進(jìn)制譯碼器就是數(shù)據(jù)分配器。G2BG1G2A 數(shù)據(jù)輸出1 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y5STB Y6 Y7 A2 A1 A0 D由由74LS138構(gòu)成的構(gòu)成的1路路-8路數(shù)據(jù)分配器路數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)輸入端G1=1G2A=0地址輸入端地址輸入端G2BG1G2A數(shù)據(jù)發(fā)送端數(shù)據(jù)接收端選擇控制端數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出1SD0D1D2D3 7

50、3LS151 YD4D5D6 END7 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y5STB Y6 Y7 A2 A1 A0數(shù)據(jù)分配器的應(yīng)用數(shù)據(jù)分配器的應(yīng)用數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器一起構(gòu)成數(shù)據(jù)分時(shí)傳送系統(tǒng)數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器一起構(gòu)成數(shù)據(jù)分時(shí)傳送系統(tǒng)本節(jié)小結(jié)數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能是將數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能是將1 1個(gè)輸入數(shù)據(jù)傳送到個(gè)輸入數(shù)據(jù)傳送到多個(gè)輸出端中的多個(gè)輸出端中的1 1個(gè)輸出端，具體傳送到哪一個(gè)輸個(gè)輸出端，具體傳送到哪一個(gè)輸出端，也是由一組選擇控制信號(hào)確定。出端，也是由一組選擇控制信號(hào)確定。數(shù)據(jù)分配器就是帶選通控制端即使能端的二進(jìn)數(shù)據(jù)分配器就是帶選通控制端即

51、使能端的二進(jìn)制譯碼器。只要在使用中，把二進(jìn)制譯碼器的選制譯碼器。只要在使用中，把二進(jìn)制譯碼器的選通控制端當(dāng)作數(shù)據(jù)輸入端，二進(jìn)制代碼輸入端當(dāng)通控制端當(dāng)作數(shù)據(jù)輸入端，二進(jìn)制代碼輸入端當(dāng)作選擇控制端就可以了。作選擇控制端就可以了。數(shù)據(jù)分配器經(jīng)常和數(shù)據(jù)選擇器一起構(gòu)成數(shù)據(jù)傳數(shù)據(jù)分配器經(jīng)常和數(shù)據(jù)選擇器一起構(gòu)成數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是可以用很少幾根線實(shí)現(xiàn)多送系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是可以用很少幾根線實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信息的分時(shí)傳送。路數(shù)字信息的分時(shí)傳送。4.2.7 用用MSI器件實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)器件實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)1、用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)、用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)數(shù)據(jù)選擇器的主要特點(diǎn)：120niiimDY（1）具有標(biāo)準(zhǔn)與或

52、表達(dá)式的形式。即：（2）提供了地址變量的全部最小項(xiàng)。（3）一般情況下，Di可以當(dāng)作一個(gè)變量處理。因?yàn)槿魏谓M合邏輯函數(shù)總可以用最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式構(gòu)成。所以，利用數(shù)據(jù)選擇器的輸入Di來(lái)選擇地址變量組成的最小項(xiàng)mi，可以實(shí)現(xiàn)任何所需的組合邏輯函數(shù)?；静襟E基本步驟確定數(shù)據(jù)選擇器確定數(shù)據(jù)選擇器確定地址變量確定地址變量 2 1 ABCBACBALn個(gè)地址變量的數(shù)據(jù)選擇器，不需要增加門電路，最多可實(shí)現(xiàn)n1個(gè)變量的函數(shù)。3個(gè)變量，選用4選1數(shù)據(jù)選擇器。A1=A、A0=B邏輯函數(shù)邏輯函數(shù) 1 選用選用74LS153 2 74LS153有兩個(gè)地址變量。求求Di 3 （1）公式法）公式法函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式：1

53、03210mmCmCmABCBACBAL4選1數(shù)據(jù)選擇器輸出信號(hào)的表達(dá)式：33221100DmDmDmDmY比較L和Y，得：103210DDCDCD、 3 畫連線圖畫連線圖 4 C C 0 1 A B 0Y74LS153D0 D1 D2 D3 A1 A0 ST L21 4 求求Di的的方法方法（2）真值表法）真值表法miA B CLm00 0 00 0 101m10 1 00 1 110m21 0 01 0 100m31 1 01 1 111C=1時(shí)時(shí)L=1，故故D0=CL=0，故，故D2=0L=1，故，故D3=1C=0時(shí)時(shí)L=1，故故D1=C求求Di的的方法方法（3）圖形法）圖形法 AB C000111100011011010D0D1D3D2103210DDCDCD、)13,12,11,10, 9 , 5