數(shù)字邏輯設(shè)計(jì) 課件 unit 7 數(shù)據(jù)選擇器及譯碼器

Unit7MultiplexersandDecoders

數(shù)據(jù)選擇器(Multiplexers)

譯碼器(Decoders)

編碼器(Encoders)

利用MSI設(shè)計(jì)組合邏輯電路

奇偶校驗(yàn)器

數(shù)值比較器MultiplexersandDecoders

mk

——n個(gè)控制變量的最小項(xiàng)Ik

——第k路數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入端

（2n個(gè)）選擇控制端

（n個(gè)）數(shù)據(jù)選擇器的功能：①?gòu)亩嗦份斎胫羞x擇一個(gè)送往輸出端(2n選1)；②選擇哪一路輸入送到輸出端由控制信號(hào)決定；用途：實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)傳送；I0I1I2n-1A0An-12選1數(shù)據(jù)選擇器控制端最小項(xiàng)mk的序號(hào)K，指向了第K路數(shù)據(jù)輸入端Ik。A0An-1……I0I1I2n-1Z可構(gòu)成2n個(gè)最小項(xiàng)

1.數(shù)據(jù)選擇器/多路開(kāi)關(guān)F=En(D0A1

A0+D1A1

A0+D2A1

A0+D3A1

A0)4選1數(shù)據(jù)選擇器EnA1A0F1××0000D0001D1010D2011D3功能表

EnA1A0FD0D1D2D3+典型應(yīng)用——實(shí)現(xiàn)常規(guī)邏輯函數(shù)&&&&Z=CD(A

+B

)+CDA

+CD(

AB

+AB)+CD(0)=AC

+ABD

+

ABDMultiplexersandDecoders

ABABA’0CDZ例：3線-8線譯碼器G1G2AG2BBCAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71.二進(jìn)制譯碼器舉例——3線-8線譯碼器譯碼器輸出：低電平有效使能端輸入譯碼輸出G1G2AG2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXXX11111111X1XXXX11111111XX1XXX111111111000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110yi=mi=Mi&&&&&&&&&典型芯片:

·74LS139

·74LS138000微處理器的地址譯碼

二進(jìn)制譯碼器的典型應(yīng)用D0A01D7…A15A14A13A12…數(shù)據(jù)總線D0D7…0074ls138CSD0D7…CS外設(shè)1外設(shè)2D0D7…CS外設(shè)8……微處理器任意時(shí)刻N(yùn)個(gè)外設(shè)中只有一個(gè)能被選中，其余外設(shè)的數(shù)據(jù)端均為高阻態(tài)。000011通過(guò)片選端CS實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)外設(shè)的分時(shí)控制CBA外圍設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)總線同CPU進(jìn)行信息傳送。利用二進(jìn)制譯碼器N中選一的特點(diǎn)。譯碼器級(jí)聯(lián)3線-8線譯碼器擴(kuò)展為4線-16線譯碼輸入譯碼輸出DCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7000001111111000110111111001011011111001111101111010011110111010111111011011011111101011111111110輸入譯碼輸出DCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7100001111111100110111111101011011111101111101111110011110111110111111011111011111101111111111110不添加任何邏輯門，能否實(shí)現(xiàn)？0074ls13800DABC74ls138（II）（I）（I）（II）二進(jìn)制譯碼器的典型應(yīng)用功能：從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼2.代碼轉(zhuǎn)換譯碼器例：設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將輸入的4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼ABCDWXYZABCDWXYZ00000000100011000001000110011101001000111010111100110010101111100100011011001010010101111101101101100101111010010111010011111000000000000001111000011110CD11111111AB111100000001111000011110CD11110000AB101010100001111000011110CD10101010AB001111000001111000011110CD11000011ABW

=AX=A⊕BY=B⊕CZ=C⊕DABCDXYZWWXYZABCD3.顯示譯碼器顯示譯碼器:與顯示器件（如數(shù)碼管）配合，將輸入代碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制碼或特定編碼，并在顯示器件上顯示相應(yīng)的字形顯示譯碼器輸入譯碼輸出ABCDabcdefg字形000011111100000101100001001011011012001111110013010001100114010110110115011010111116011111100007100011111118100111110119ABCDabcdefg8421BCD碼驅(qū)動(dòng)的共陰極七段數(shù)碼管顯示譯碼器功能表共陰極共陽(yáng)極Vccgabcdef.COMabcdefg.COM七段數(shù)碼管COMCOMgabcdefgabcdefGNDabdefgcDesignan8-4-2-1BCDcodeconvertertodriveaseven-segmentindicator(Lowactive)，byusingAnd-Or-NotgatesExp1：

顯示譯碼器ABCDabcdefg七段數(shù)碼管COMCOMgabcdefgabcdefDigitsA

BCD

abcdefg000000000001

100011001111

200100010010

300110000110

401001001100

501010100100

601100100000

70111000

1

111

810000000000

9100100001003.顯示譯碼器abdefgc××00××××00010010

0001111000011110ABCDa××00××××10100000

0001111000011110ABCDbb=B+CD+CD××00××××00001000

0001111000011110ABCDc××00××××01010010

0001111000011110ABCDda=A+C+BD+BDc=B+C+Dd=A+CD+BC+BD+BCD××10××××01110110

0001111000011110ABCDe××00××××01001110

0001111000011110ABCDf××00××××01000011

0001111000011110ABCDge=CD+BDf=A+CD+BC+BDg=A+CD+BC+BC?

特點(diǎn)：多輸入、多輸出的組合邏輯電路?功能：將二進(jìn)制碼按照一定規(guī)律編排，使其具有特定含義（如：8421BCD碼用1000代表數(shù)字8），與譯碼器互逆。編碼器——編碼器（Encoders）常用編碼器特點(diǎn)編碼演示普通編碼器（二進(jìn)制編碼器）輸入：N位，任何時(shí)刻N(yùn)根輸入線中只能有一個(gè)輸入有效，N（N=2n）中取一。輸出：n位二進(jìn)制碼優(yōu)先編碼器允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的有效編碼輸入信號(hào)，優(yōu)先編碼器能按照預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)別，只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)最高的輸入進(jìn)行編碼。

01100011101111Y0Y1Y7Y2Y3Y4Y5Y6（8

線-3

線編碼器）CBA

0111111010101111Y0Y1Y7Y2Y3Y4Y5Y6（8

線-3

線優(yōu)先編碼器）CBA01111101111111KeyboardEncoderExampleP9……

.P1按鍵WXYZ11111111100000111111110100011111111012001011111101130011111110111401001111011115010111101111160110110111111701111011111118100001111111191001鍵盤編碼器真值表W=(P8?P9)’X=(P4?P5?P6?P7)’Y=(P2?P3?P6?P7)’Z=(P1?P3?P5?P7?P9)’P2P1WXYZP9P8P7P6P5P4P3Vcc&&&&Gnd輸入：十進(jìn)制數(shù)輸出：8421BCD碼擴(kuò)展Example某一時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信號(hào)，如A1（A1=1）向CPU

請(qǐng)求傳送數(shù)據(jù)，CPU

根據(jù)接收的編碼B1B0=01，啟動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。4:2編碼器A3A2A1A0B1B0000100001001010010100011搶答器輸出優(yōu)先編碼器：允許同時(shí)輸入多路有效信號(hào)按照預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)，只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)最高的輸入進(jìn)行編碼。普通編碼器：無(wú)法避免錯(cuò)誤輸入（同時(shí)輸入多路有效信號(hào)），容易造成混亂。A3A2A1A0B1B0000100001X0101XX101XXX114:2優(yōu)先編碼器計(jì)算機(jī)配有四個(gè)外部設(shè)備：聲卡(A0),硬盤驅(qū)動(dòng)器(A1),鼠標(biāo)(A2),網(wǎng)卡(A3)，B0、B1為編碼輸出。二進(jìn)制編碼器：可以對(duì)2n個(gè)輸入對(duì)象編碼只需n個(gè)輸出端（每個(gè)對(duì)象獲得一個(gè)n位編碼）編碼具有唯一性1.二進(jìn)制編碼器——例：4線-2線編碼器(1)m=n組合電路的輸入變量個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)選擇器的控制端個(gè)數(shù)1.CombinationalLogic

Designwithmultiplexers待設(shè)計(jì)的組合電路……m

個(gè)輸入ZUse8to1MUXrealizeF=AB＋AC＋BC

A2A1A0

y

000D0

001D1

010D2

011D3

100D4101D5

110D6

111D7

A2y

A1A0D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6D7

D2D3D1D6D7D5D4D00001111001A2A1A0101111100001111001ABCK.MapofF“1”ABCFK.MapofMUXExampleMethod：降維利用8to1MUX

設(shè)計(jì)組合邏輯

：

F(A,B,C,D)=∑m(1,5