銅陵學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)第章組合邏輯電路

第四章組合邏輯電路4.1組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)4.2加法器4.3編碼器

4.4譯碼器

4.5數(shù)據(jù)選擇器

4.6數(shù)值比較器

4.7組合邏輯電路的競爭—冒險(xiǎn)

電路特點(diǎn)

功能特點(diǎn)任意時(shí)刻的輸出信號只與此時(shí)刻的輸入信號有關(guān)，不包含有記憶功能的單元電路，組合邏輯電路的特點(diǎn)數(shù)字電路組合邏輯電路時(shí)序邏輯電路與信號作用前電路的輸出狀態(tài)無關(guān)也沒有反饋電路。4-1組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)4.1.1組合邏輯電路的分析方法已知組合邏輯電路寫輸出邏輯函數(shù)式化簡、變換分析其功能填真值表分析其功能一、分析方法二、舉例解：組合邏輯電路如圖，試分析其邏輯功能。2、化簡、變換4、分析邏輯功能1、寫輸出邏輯函數(shù)式為了方便，可借助中間變量P，P=(ABC)'L=AP+BP+CP

=A(ABC)'+B(ABC)'+C(ABC)'3、列真值表當(dāng)ABC三個(gè)變量不一致時(shí)，電路輸出為1，否則為0。所以這個(gè)電路可稱為“三變量不一致判別電路”。最后得：L=(A'B'C'+ABC)'P01111110

ABCY

000001010

011

100

101

110

1114.2.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法試設(shè)計(jì)一個(gè)三人多數(shù)表決電路，一、設(shè)計(jì)方法二、舉例1、列真值表解：2、填卡諾圖化簡邏輯函數(shù)00010111

ABCY

000001010

011

100

101

110

11111100001BC0001111001AY用與非門設(shè)計(jì)邏輯電路根據(jù)功能要求填卡諾圖化簡邏輯函數(shù)列真值表寫最簡與或式用多種基本門設(shè)計(jì)邏輯電路變?yōu)榕c非與非式要求提案通過時(shí)輸出為1，否則為0。（用基本門設(shè)計(jì)電路）3、輸出函數(shù)式4、用與門、或門設(shè)計(jì)電路5、用與非門設(shè)計(jì)電路思考：Y=AB+BC+ACABCYABCYY=AB+BC+AC

Y=(

)'(AB)'(BC)'(AC)'

()'()'

若全部用二輸入與非門設(shè)計(jì)電路，對應(yīng)的函數(shù)式如何寫？邏輯圖如何畫？

4-2加法器4.2.1半加器1位半加器的真值表真值表輸出邏輯函數(shù)式邏輯電路圖CO=AB0001101100101001ABSCO∑ABSCO電路框圖ABSCO輸入輸出=A⊕BS=A'B+AB'只能求本位和，不能將低位的進(jìn)位信號納入計(jì)算的加法器為半加器。4.2.2全加器能將低位的進(jìn)位信號納入計(jì)算的加法器稱為全加器4.2.3集成加法器及其應(yīng)用兩個(gè)多位數(shù)相加時(shí)每一位都可能出現(xiàn)進(jìn)位信號，因此，必須使用全加器。一、多位加法器輸入輸出ABCICOSCO∑CIABS0000010100111001011101111位全加器真值表1位全加器輸出表達(dá)式：邏輯電路圖（略）電路框圖：00101001100101114位串行進(jìn)位加法器：10011101111例如做14+7的運(yùn)算：二、集成加法器串行進(jìn)位運(yùn)算速度慢，用超前進(jìn)位法可提高運(yùn)算速度。不片接時(shí),芯片74LS283的CI端應(yīng)接低電平。=(10101)2

=16+4+1=(21)10常用4位超前進(jìn)位集成加法器有74LS283等。01110(1110)2+(0111)20CO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABSCO∑CIABS74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO三、加法器的應(yīng)用加法器常用來進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換用一片74LS283把8421BCD碼轉(zhuǎn)換成余3碼。解：余3碼=8421BCD+0011余3碼8421BCD碼用一片74LS283,附加必要的門電路將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成2421BCD碼。設(shè)計(jì)過程見下頁所以：如圖連接即可。74LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICO例1：例2：0011修正值2、修正電路的設(shè)計(jì)1、真值表（設(shè)計(jì)一覽表）74LS283的輸入74LS283的輸出8421BCDA3A2A1A0修正值B3B2B1B02421BCDS3S2S1S0000000010010001101000101011001111000100100000001001000110100101111001101111011110000000000000000000001100110011001100110觀察修正值可知：B3=0；B0=0；B2=B1=（A3A2A1A0）（A3A2A1A0）m5+m6+m7+m8+m9約束項(xiàng)：m10+m11+m12+m13+m14+m15=0解：3、修正電路輸出邏輯表達(dá)式已知:B2=B1=m5+m6+m7+m8+m9m10+m11+m12+m13+m14+m15=08421BCD碼修正值2421BCD碼B2=B1=A3+A2A0+A2A174LS283B3B2B1B0A3A2A1A0S3S2S1S0CICOB2=B1A1A0A3A2000111100000111011XXXXXX00011110連接線路4.3編碼器邏輯功能從輸入信號的內(nèi)容上分，有普通編碼器和優(yōu)先編碼器兩種；將輸入的每一個(gè)高、低電平編成二進(jìn)制代碼或二—十進(jìn)制代碼。分類從輸出代碼的內(nèi)容上分，有二進(jìn)制編碼器和二—十進(jìn)制編碼器兩種。4-3-1普通編碼器特點(diǎn)：任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信號，否則輸出將發(fā)生混亂。1、真值表3、輸出函數(shù)式I3I2I1I0Y1Y00011XXXXXXXXXXXX0101XXXXXXXXXXXX0111101111011110000110112、卡諾圖（以兩位二進(jìn)制編碼器為例）Y1I3I20001111000011110I1I0Y0I3I20001111000011110I1I0Y1=I3I2

Y0=I3I1

“0”有效反碼5、邏輯框圖由邏輯符號知電路特點(diǎn)：4、邏輯圖I3I2I1I06、說明電路中的I0

端可以去掉，所以，I0端叫做“隱含端”。因?yàn)楫?dāng)I3I2I1

=111時(shí)，電路便可輸出0的兩位代碼00，Y1Y0I3I2I1I0Y1Y04線——2線0編碼有效，輸出兩位二進(jìn)制反碼。(以兩愿位二覆進(jìn)制貼編碼備器為友例)特點(diǎn)呈：1.真值篩表輸出我反碼佳。要求援：I3的優(yōu)蚊先權(quán)剪最高帆，I0的優(yōu)冠先權(quán)點(diǎn)最低，0X嚼X償X10X凍X110X11100朋00陵11誤01超1I3I2I1I0Y1Y0“0”有效反碼依次夾，2.卡諾旅圖和訴輸出畏函數(shù)(略)4.財(cái)3.厘2優(yōu)先翅編碼述器但是既，電甲路只課對優(yōu)杰先權(quán)千較高裕的一凳個(gè)進(jìn)量行編測碼。允許拐輸入飄端同腐時(shí)有營多個(gè)惹編碼轎信號邀，一.二進(jìn)胖制優(yōu)艙先編裕碼器3、邏云輯框瞧圖4、功阻能表YS:選通艘輸出蒼端S:選通畢輸入修端（羞使能貼端）YEX：輸出倡擴(kuò)展岔端1X書X盟X棗X1001站1惜1護(hù)1010有“0”反碼遍輸出附加輝的功戰(zhàn)能端濾有：0珠1置1促1生01須X鏈X哨X暑X尿1疏1餐1牧10腦1家1反1臥1舉1霜1拋0升10燈0攔X債X肺X0蘆1榨0惹X嚇X0國1宵1蚊0浩X輸入輸出0桐0郊1識00囑1民1姿01粥0綱1頭01始1帥1惜0SI3I2I1I0Y0Y1YEXYS1芹11眨111注注意I3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEX二、室二——十進(jìn)葉制優(yōu)責(zé)先編消碼器5.集成斥二進(jìn)教制編毛碼器（74手LS拌14壘7）二—十進(jìn)淡制優(yōu)晉先編粱碼器0編碼疤有效輸出84炒21合BC莫D反碼10線—4線（實(shí)為9線—4線）沒有I0端，當(dāng)I9~I1全為1時(shí)，址輸出00亦00的反戀碼11游11它是8線—3線優(yōu)臭先編崇碼器0編碼領(lǐng)有效輸出辭三位致二進(jìn)葬制反回碼集成尼二進(jìn)極制編醒碼器哭有74考LS芹14滿8I0端是局隱含夠端，三、爪編碼布器功蝕能擴(kuò)功展試用念兩片4線—2線優(yōu)襖先編歲碼器社，1、電埋路圖（1）片承編碼勤時(shí)（2）片臘不工枝作YS1=1S2=1YEX瞇1=0（1）片剃輸入衰全1不編離碼時(shí)（2）片腳工作YS1=0S2=0YEX情1=1可編目出111、110、101、100可編機(jī)出011、010、001、0002、工作粱原理此時(shí)晃，此時(shí)唇，Z2=1Z2=0將A7~A08個(gè)低電字平信券號編鴉為11傭1~那00稼08個(gè)3位二蜜進(jìn)制聯(lián)代碼山。要求A7的優(yōu)母先權(quán)抬最高修，A0的優(yōu)敢先權(quán)燥最低朝，輸與出原舊碼。（利撫用潔附加斬功能尤端）4-籠4譯碼伯器邏輯悟功能耗：4.棵4.渴1二進(jìn)恩制譯瞎碼器1、真值柳表常用稻有：A1A0Y3Y2Y1Y01企00稅01桃10恐11漢1向1義01駁0篇1秋11芝1基0錢10秩1藝1鐘1原碼“0”有效一、妖兩位袋二進(jìn)靜制譯吹碼器2、輸出朗函數(shù)二進(jìn)族制譯咳碼器甲、二——十進(jìn)軋制譯戶碼器彼、顯示械譯碼貴器Y3=泉(A1A0)'Y2=竭(A1A0')多'Y1=撐(A1'A0)'Y0=辦(A1'A0')頭'=m3'=m2'=m1'=m0'將輸榜入的刷每個(gè)符代碼狗分別餐譯成利高電矛平（冤或低冰電平綿）。S端為窗控制證端（警片選暴端、劍使能地端）當(dāng)S=0時(shí)，庭譯碼醬器工且作；當(dāng)S=1時(shí)，類譯碼膠器禁障止，所有閣的輸永出端虎均為1。A1A0S3、邏輯尿圖4、電路?？驁D1、兩背位二鉤進(jìn)制霉譯碼敞器二.集成鳴二進(jìn)郊制譯育碼器2、三晶位二念進(jìn)制立譯碼喝器3線—8線：74慮LS棄13創(chuàng)8當(dāng)控走制端S1S2S3=1留00時(shí)，學(xué)譯碼睡器處茂工作陣狀態(tài)儀，它能斥將三貢位二瓜進(jìn)制絹數(shù)的甩每個(gè)遣代碼分別題譯成僻低電撕平。S1S2S3為其槐它狀撐態(tài)時(shí)蛛，譯屢碼器輔禁止譽(yù)時(shí)，雙2線—4線：74疲LS方13公9所有休輸出沒端都穴輸出合無效澆電平術(shù)“1”。歸納:即，n變量服全部短最小擱項(xiàng)的臭譯碼現(xiàn)器。二進(jìn)伸制譯怕碼器章就是n線—2n線譯劃碼器歇，4-爺4-嫂2二—十進(jìn)漏制譯鈔碼器常用肝有74慌LS求42，結(jié)構(gòu)穗：4線—1來0線，慚沒有擾片選辦端。A3~A0是輸捆入端默，Y9~Y0是輸脹出端啄。功能駐：能百將84礎(chǔ)21悔BC蜓D碼譯原成對孔應(yīng)的乖低電歷平。是84毯21矛BC根D碼的影譯碼堪器4-蚊4-頌3顯示街譯碼員器一、拋數(shù)碼逆顯示瞞器由七迫個(gè)發(fā)雪光二啞極管掙組成奶的數(shù)研碼顯縮慧示器共叫LE巷D數(shù)碼利管，或LE片D七段軟顯示雷器，炸可以怎顯示穩(wěn)十進(jìn)狐制數(shù)記。等效列電路:共陽極，共陰極，hagdbcef+Uabcdefgabcdefg需0驅(qū)動需1驅(qū)動LE婚D數(shù)碼饞管外歉形圖二、數(shù)碼鉆顯示鋼譯碼游器為了已使七瘡段數(shù)桌碼管早顯示BC河D代碼吃所表真示的斯十進(jìn)世制數(shù)困，常用物可以早驅(qū)動共陰蘇極LE經(jīng)D數(shù)碼濟(jì)管的顯示都譯碼榨器有74超LS玩24鐮8等。必須潤使用顯示桃譯碼塑器，將BC烘D代碼蔽譯成則數(shù)碼慘管所頃需的柄驅(qū)動歸信號磁。74查LS既24擱8真值冤表輸攏入輸戚出A3A2A1A00粉0前1長00廊0粗0牛10層0沈0訊0a闊b稈c缺d雖e省f梳gabcdefg0111111000110000111110011001111101001001100001110110010111110000011111011111111100001111111011111174音LS害24澇8的邏陷輯符執(zhí)號三個(gè)蜂控制省端及浴使用局方法棗：測燈床輸入寄端LT滅零權(quán)輸入它端RB糞I滅燈竄輸入/滅零貿(mào)輸出廉端BI/RBO。1、正任常譯擔(dān)碼.電路侍對84世21靈BC塵D進(jìn)行躁譯碼伏，產(chǎn)搏生相產(chǎn)應(yīng)的恩驅(qū)動醒信號倆。2、滅生零.當(dāng)輸柳入為叨十進(jìn)陳制數(shù)主“0”的二枕進(jìn)制陪代碼00豎00時(shí)，使LT=1，BI/RBO=診1使RB我I=0譯碼換器輸砌出端a～g全為0，使互顯示桿器熄秘滅。3、測咬燈.使LT=0七段謀全亮繪，由莫此可須檢測翻顯示蛇器七冰個(gè)發(fā)飽光段幸的好去壞。輸入凳端無岔論輸萄入什疼么代鞠碼，a～g端輸成出都樹全14.喚4.鼓4譯碼蹈器的學(xué)應(yīng)用一、慘譯碼茂器的醉功能未擴(kuò)展1.按題宮意列3/朗8譯碼大器的宣真值造表利用A2=0：輸飽入輸趟出0現(xiàn)0州01111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111A2A1A0Z3Z2Z1Z0Z7Z6Z5Z4試將畏雙2/秩4譯碼行器74朽LS渣13庫9擴(kuò)展誰為3/捐8譯碼濟(jì)器。0婆0膀10捆1永00監(jiān)1耍11乳0乘01駛0醋11銳1今01局1匙1使S1=0驢,(1浩)電路泉工作贈；使S2=1鎖,(2附)電路融不工陰作。利用A2=1：使S2=0砍,(2編)電路創(chuàng)工作辮；使S1=1趣,(1仿)電路向不工勵(lì)作。2.畫電斥路圖A2=敢0時(shí)，(1際)片工猶作;可不梨必附貧加非餃門。若譯牌碼器娛有多聲個(gè)片未選端,A2=散1時(shí)，(2紙)片工衫作.如圖由連接駕電路園即可扁，A2A1A01A0A1A2Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7A3將3/盞8譯碼女器擴(kuò)夠展成4/敲16譯碼呆器時(shí)牲，用n線—2n線的梢譯碼翁器，1）方綢法步沉驟2）注猶意控制丘端的億條件很要滿儉足。函數(shù)離變量員的權(quán)位應(yīng)與所用圍譯碼趙器輸譯入代響碼的權(quán)位相對應(yīng)；把原塵函數(shù)慣化為靠最小票項(xiàng)之若和形阻式；根據(jù)欺函數(shù)喇的變盤量數(shù)n，確定促用n線——軟2n線譯黃碼器仔；所用厭譯碼仇器輸含出0有效煮時(shí)，耕輸出蜻端應(yīng)鐵附加與非頌門。二、容譯碼竊器實(shí)擺現(xiàn)組豎合邏揪輯函粗?jǐn)?shù)可產(chǎn)塊生不霞多于n個(gè)變毀量的騾任意儉邏輯添函數(shù)治。如果懼用輸墾出0有效追的3線—8線譯有碼器74舊LS符13夠8產(chǎn)生井此函傻數(shù)，例1約：Z=敬A'B'C'+A角B解：則應(yīng)疑將Z式變?yōu)闃侨缦抡问焦矗涸谧g便碼器到輸出端附加躁與非洗門即到可。Z=沖A'務(wù)B'遺C'越+A樓BC劃'+濕AB孕C=m0+m6+m7Z=到m0+m6+m7=(m0'm6'm7')'用譯錄碼器敞產(chǎn)生(互)'(商)'例2：絲式用一片74漏LS迅13葉8實(shí)現(xiàn)1位全獎加器候的邏震輯功解能已知1位全坦加器描的邏幫輯表盞達(dá)式獲為例3：趟用1片74突LS豎13庭9實(shí)現(xiàn)1位全惕加器混的邏接輯功增能。先將嘴雙2/催4譯碼桑器連顆接成3/尤8譯碼醉器，OC(ABCI）()CIBAS7421mmmm+++=在1片74唐LS作13紗8的輸弓出端附加疲兩個(gè)色與非冷門即懼可。7653mmmm+++=再產(chǎn)崗生題攏示邏求輯功霧能。(圖略變）4-監(jiān)5數(shù)據(jù)謙選擇階器地址際碼二、癥輸出全函數(shù)粱式三、托邏輯衣圖D20危00腹11泳01霞1D0D1D3A1A0Y數(shù)據(jù)錢選擇每器的拔功能紅是從悶一組逃數(shù)據(jù)購中選著則某雞個(gè)數(shù)據(jù)輸出4.采5.童1四選保一數(shù)礙據(jù)選輸擇器YA1A0D3D2D1D0一、虎真值孟表四、輕電路綿框圖殘（附加承控制庫端S）Y=(A1'A0')D0+(A1'A0)D1+(A1A0')D2+(A1A0)D34.說5.冠2集成窯數(shù)據(jù)沖選擇宅器可在膨八位脂數(shù)據(jù)D7~D0中選族擇某亡一位辱。1、74傻LS皂15伙3內(nèi)含雙4選1電路姓，兩個(gè)洽地址擱輸入券端A1A0共用模。2、74鈔LS孩15猾18選1數(shù)據(jù)垂選擇瓣器，有三搞位地奏址碼A2A1A0Y=A3'A1'A0'D0+A3'A1'A0D1+A3'A1A0'D2+A3'A1A0D3A3A1'A0'D4+A3A1'A0D5+A3A1A0'D6+A3A1A0D74.刪5.絨3數(shù)據(jù)挪選擇父器的釋應(yīng)用一、荒數(shù)燒據(jù)選答擇器悲功能裙擴(kuò)展連接奶線路畝如圖傷。A2當(dāng)A2=0時(shí)，可在D0~D3種選鳥擇某爸個(gè)數(shù)悟據(jù)；A1A0可在D4~D7中選沖擇某爺個(gè)數(shù)稍據(jù)。當(dāng)A2=1時(shí)，Y試用從一片4選1數(shù)據(jù)贊選擇腐器74達(dá)LS滲15吼3組成億一個(gè)8選1數(shù)據(jù)托選擇千器。D3D2D1D0D7D6D5D4(1贏)電路恢工作察，(2叮)電路勸工作新，二、滅數(shù)據(jù)乎選擇年器實(shí)棍現(xiàn)邏榮輯函士數(shù)例：試用首數(shù)據(jù)乳選擇貸器產(chǎn)援生L=AB偏+B院C+扎ACABC1用數(shù)歸據(jù)選焦擇器史實(shí)現(xiàn)愈邏輯辭函數(shù)質(zhì)時(shí)，函數(shù)忙式不恭能化臨簡，已化騾簡的音應(yīng)還愈原L=爛AB眨C'植+A偽'B遙C+堅(jiān)AB稱'C頃+A題BC?！觫俳猓?、還張?jiān)緮?shù)式2、寫瀉出所守用數(shù)犁據(jù)選潔擇器利函數(shù)揉式三變竄量的鏈函數(shù)睛可用飽四選碼一數(shù)顛據(jù)選排擇器雁實(shí)現(xiàn)書。Y=冤A1'A0'D0+A1'A0D1+A1A0'D2+A1A0D3……②3、列把出①、②式的工對應(yīng)撐關(guān)系②

A1

A0

D3

D2

D1

D0①

A

B

1

C

C

04、畫睡電路訓(xùn)圖根據(jù)笛對應(yīng)帝關(guān)系孤連接械電路L4-粥6數(shù)值呆比較榮器4.慨6.攜1一位拳數(shù)值童比較捉器1、真枕值表2、輸愚出邏勻輯函塞數(shù)4.伶6.賤2多位晶數(shù)值捎比較闊器74波LS宣85是4位二鑄進(jìn)制窗數(shù)比冬較器電路斬結(jié)構(gòu)勒不同星，擴(kuò)坦展端傾的用偉法就壯可能鑒不同茫，使命用時(shí)籌應(yīng)加輪以注抵意。3、邏胳輯圖不進(jìn)租行片清接時(shí)穿，其械擴(kuò)展貝端應(yīng)存滿足弓：100100100100Y(A恨=B目)A躲BY(A<B)Y(A=B)Y(A>B)0即00阻11澤01練1Y(A>B)Y(A<B)I(A<B)I(A>B)I(A=B)=001ABYA<B=A'鞠B；YA>B=AB之'YA=B=A'響B(tài)'+AB=殖(A'露B+AB斗')'休=(YA<B+裕YA>B)'4-自7組合捐邏輯曬電路竄的競違爭冒惜險(xiǎn)現(xiàn)眉象4.內(nèi)7.孟