數(shù)字電子技術(shù)組合邏輯電路

數(shù)字電子技術(shù)

第3章組合邏輯電路

范立南代紅艷恩莉劉明丹中國水利水電出版社第3章組合邏輯電路

3.1組合邏輯電路的分析方法

3.2組合邏輯電路的設(shè)計方法3.3若干常用的組合邏輯電路3.4組合邏輯電路中的競爭-冒險現(xiàn)象3.1組合邏輯電路的分析方法數(shù)字電路分類：組合邏輯電路和時序邏輯電路。組合電路邏輯功能特點(diǎn)：任意時刻的輸出僅取決于該時刻的輸入，而與信號作用前電路原來的狀態(tài)無關(guān)；時序電路邏輯功能特點(diǎn)：任意時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，而與信號作用前電路原來的狀態(tài)有關(guān)。圖3-1輸入、輸出組合邏輯電路的框圖圖3-1中輸出變量與輸入變量之間可表示為：

組合電路的分析步驟：1.由已知的邏輯圖，寫出相應(yīng)的邏輯函數(shù)式；2.對函數(shù)式進(jìn)行化簡；3.根據(jù)化簡后的函數(shù)式列真值表，找出其邏輯功能。[例3-1]試分析圖3-3所示電路的邏輯功能，并指出該電路的用途。

圖3-2例3-1的邏輯圖解：1.由邏輯圖，寫函數(shù)式：2.化簡得：3.列真值表：3.2組合邏輯電路的設(shè)計方法組合電路的設(shè)計分為：SSI設(shè)計和MSI設(shè)計，SSI設(shè)計的基本單元電路為門電路，MSI設(shè)計的基本單元電路為中規(guī)模集成電路。組合電路的設(shè)計步驟：1.進(jìn)行邏輯抽象；2.寫出邏輯函數(shù)式；3.選定設(shè)計所用器件的類型；4.化簡或變換；5.畫邏輯圖。[例3-2]設(shè)計一個三變量的多數(shù)表決電路。當(dāng)輸入變量中有兩個或兩個以上同意時，提議被通過；否則，提議不被通過。解：1.進(jìn)行邏輯抽象：2.寫出邏輯函數(shù)式：3.選定器件類型為小規(guī)模集成電路的設(shè)計。4.化簡得：

5.畫邏輯圖：3.3若干常用的組合邏輯電路

3.3.1編碼器

編碼器是能夠?qū)崿F(xiàn)編碼功能的電路。

1二進(jìn)制編碼器1）二進(jìn)制普通編碼器

圖3-33位二進(jìn)制普通編碼器的邏輯圖邏輯功能：將編成000代碼，將編成001代碼，…依次類推，將編成111代碼。表3-33位二進(jìn)制普通編碼器的真值表2）二進(jìn)制優(yōu)先編碼器圖3-43位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器的邏輯圖表3-43位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS148的真值表[例3-3]試用兩片74LS148實現(xiàn)一個16線-4線優(yōu)先編碼器，將~16個低電平信號編成1111~0000代碼。要求優(yōu)先級最高。解：3.3.2譯碼器譯碼器是能夠?qū)崿F(xiàn)譯碼功能的電路。1．二進(jìn)制譯碼器1）譯碼器74LS138圖3-5中規(guī)模集成3位二進(jìn)制譯碼器當(dāng)時，控制端有效，輸出函數(shù)表達(dá)式為：表3-5中規(guī)模集成3線-8線譯碼器74LS138的真值表

[例3-4]試用兩片74LS138實現(xiàn)一個4線-16線譯碼器，要求將4位二進(jìn)制代碼0000~1111分別譯成16個低電平信號。解：2）用74LS138實現(xiàn)多輸出邏輯函數(shù)的步驟：a)將待求函數(shù)式化成最小項和的形式，并轉(zhuǎn)換成與非-與非式；b)畫邏輯圖。[例3-5]試用74LS138實現(xiàn)多輸出邏輯函數(shù)：解：a事)將待名求函數(shù)擱式化成亭最小項北和的形祖式：轉(zhuǎn)換成糊與非-冠與非式亭得：b)畫誦邏輯圖鎮(zhèn)：令2．顯示宏譯碼器顯示譯辜碼器:用于驅(qū)加動顯示器鋪的譯碼器融。七段半邊導(dǎo)體數(shù)當(dāng)碼管，蠅是由七丹段獨(dú)立圍的發(fā)光排二極管淺組成，悠通過這七段獨(dú)雷立的發(fā)光已二極管的軋不同點(diǎn)亮苗組合，來鴨顯示０～屑９十個不同的炸數(shù)字。(a)擴(kuò)外形匪圖愉(納b)共著陰極卡(c)池共陽勤極圖3-6難半導(dǎo)體墓數(shù)碼管表3-6品七段顯灰示譯碼器降的真值表寫函數(shù)式謙：化簡得：圖3-鈴7七閘段顯示戚譯碼器互744死8的邏窯輯圖用七段顯熊示譯碼器閘7448畝直接驅(qū)動億共陰極的慎七段半導(dǎo)盞體數(shù)碼管的驅(qū)動菠電路：圖3-問8容七段顯筐示譯碼科驅(qū)動電耽路：稱為燈測腿試輸入端竭，低電平茄有效。當(dāng)霜=0時滋，數(shù)碼管顯示數(shù)穴字8，表賺明該數(shù)碼霧管正常工量作；否則樂，數(shù)碼管測不能正常顯示轉(zhuǎn)。數(shù)碼鞏管正常移顯示時保，應(yīng)令嫌端接高充電平。：稱為滅僻零輸入端奏，低電平速有效，用街于將無效言的零滅掉冠。：稱為逗消隱輸伸入/滅臭零輸出品端，均廚為低電筑平有效閥。[例3照-6]的設(shè)計一笛個有滅商零控制懼的10示位數(shù)碼拐顯示系詠統(tǒng)，要固求保留小數(shù)點(diǎn)后海一位有效未數(shù)字。解：3.3.波3數(shù)據(jù)沿選擇器數(shù)據(jù)選擇同器：是能退夠按照給事定的地址賴將某個數(shù)捐據(jù)從一組允數(shù)據(jù)中選出睜來的電芽路。1.書雙四選范一數(shù)據(jù)天選擇器免74L鴿S15回3圖3-9區(qū)雙四選拔一數(shù)據(jù)選址擇器74帽LS15懼3的邏輯仍圖當(dāng)寸=妨0，即控筆制端有效集時實現(xiàn)數(shù)咬據(jù)選擇功略能，輸出位邏輯函數(shù)式：表3-7震雙四選狠一數(shù)據(jù)選妻擇器74復(fù)LS15門3的真值刑表2.八選保一數(shù)據(jù)選奪擇器74把LS15鈔2圖3-反9八選晨一數(shù)據(jù)邪選擇器舌74L沫S15差2的邏血輯圖其函數(shù)式胃：表3-8張八選一隔數(shù)據(jù)選擇咐器74L雁S152狼的真值表3.用數(shù)敘據(jù)選擇器咐實現(xiàn)邏輯燃函數(shù)的步儲驟：1）變換表。2）畫邏啊輯圖。[例3-峰8]用四釣選一數(shù)據(jù)額選擇器實農(nóng)現(xiàn)函數(shù)甲。解：1）征變換：四選一劫數(shù)據(jù)選賄擇器的壓輸出函紐奉數(shù)式：令尾，鞋并代入待矩求函數(shù)式制得：令所以可得鞠：2）畫邏稈輯圖：3.3童.4加號法器半加：不考佩慮進(jìn)位哪直接把貿(mào)兩個二冬進(jìn)制數(shù)犯相加。全加：考慮低罩位來的進(jìn)貫位，把兩晝個一位二濱進(jìn)制數(shù)及批低位送來的進(jìn)位一惕起相加。1．一宅位半加芹器表3-路9一申位半加鐮器的真驕值表由表3-艷14，可脊得出相應(yīng)箏的函數(shù)式再為畫邏輯圖翻：圖3-1很0一位刊半加器的扁邏輯圖一位半餃加器的竭邏輯符狠號：圖3-1微1一位償半加器的情邏輯符號2．一位蒸全加器表3-1期0一位叔全加器的職真值表化簡后松的函數(shù)漁式為：畫邏輯響圖：圖3-3嫩4一位賄雙全加器石74LS蜂183的叉1/2邏歉輯圖一位全加左器的邏輯謎符號：圖3-碼12星一位全狹加器的偽邏輯符利號3．串行雪進(jìn)位加法益器圖3-臭13磨四位串屠行進(jìn)位識加法器策的邏輯披圖3.3.奮5數(shù)值五比較器數(shù)值比較紐奉器:能夠耳實現(xiàn)兩個屯二進(jìn)制數(shù)柳的大小比澡較功能的涼電路。1．一清位數(shù)值熔比較器表3-1它1一位咬數(shù)值比較規(guī)器的真值予表寫函數(shù)式賢：畫邏輯憤圖得：圖3-妄14敢一位數(shù)還值比較巷器的邏法輯圖2．4位食數(shù)值比較屬器圖3-巾15新4位數(shù)箏值比較話器CC鑄145盜85的劫邏輯圖輸出函數(shù)患式為：以兩片C撲C145筒85實現(xiàn)早一個8位井?dāng)?shù)值比較竄器的邏輯陪圖：圖3-1跨68位摔數(shù)值比較裹器3.4怨組合邏輯印電路中的陳競爭-冒舌險現(xiàn)象站3.4.州1競爭惡-冒險現(xiàn)通象的產(chǎn)生競爭：凱是指門殲電路的劃兩個輸延入信號池同時向童相反的熟邏輯電變平跳變的現(xiàn)捏象。冒險:是滅指由于競忙爭的存在彼，在門電姑路的輸出慈端可能出茅現(xiàn)尖峰脈沖的現(xiàn)唯象。圖3-1點(diǎn)7與門蹈電路的競頁爭-冒險繩現(xiàn)象圖3-1越8或門電繪路的競爭籃-冒險現(xiàn)早象3.4.喊2競爭舅-冒險現(xiàn)而象的判斷只有一個請變量狀態(tài)廉發(fā)生變化言情況，電爸路是否存薦在競爭-啄冒險的判斷方法：看該袖電路的張邏輯函該數(shù)式在禁一定條右件下，茶是否能糟夠轉(zhuǎn)換成或替的情況袍，若能，廉則該電路到存在競爭衣-冒險；驗否則，該電路愈不存在圓競爭-較冒險。[例3蕉-12優(yōu)]試判邁斷圖3怒-19毒所示電頭路是否藝存在競螺爭-冒傾險，已厚知任何瞬間覆只有一成個變量畜狀態(tài)發(fā)羊生變化丈。圖3-1繼9例3遭-12的澡電路解：圖工3-1曬9的邏角輯函數(shù)蔑式為：當(dāng)釘時鋪，上式獅可以轉(zhuǎn)窄換成故該電路歸存在競爭滅-冒險。3.4.之3競爭慌-冒險現(xiàn)描象的消除科方法由于競擇爭-冒吃險，在扎電路中適產(chǎn)生的旗尖峰脈誼沖是電猴路中的周噪聲，需要設(shè)惱法消除課，常用燒的消除虎方法有滑：引入疊封鎖脈敢沖；引共入選通脈沖鄙；修改況邏輯設(shè)聽計；接己入濾波盟電容。謝謝觀看/歡迎下煮載BY粥FAI責(zé)TH咬IM絡(luò)EAN鍵A隙VIS部