中规模集成电路

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1、●熟悉常用中规模通用集成电路的逻辑符号、基本逻辑功能、外部特性和使用方法；●用常用中规模通用集成电路作为基本部件，恰当地、灵活地、充分地利用它们完成各种逻辑电路的设计，有效地实现各种逻辑功能。本章知识要点：第7章中规模集成电路数字集成电路器件分类数字集成电路是把电阻、二极管、晶体管集中制作在叫做基片的半导体材料（通常是硅）上。集成电路按单片等效的逻辑门电路的数量进行分类。小规模集成电路（SSI)少于12中规模集成电路（MSI)12~99大规模集成电路（LSI)100~9999超大规模集成电路（VLSI)10000~99999超超大规模集成电路（ULSI)100000~999999高密度超大规

2、模集成电路（GSI)1000000~9999999集成电路由SSI发展到LSI和VLSI，单片的功能大大提高。在SSI往往是器件（如门电路或触发器），在MSI中是逻辑构件的集成（如多路器、加法器等），而在LSI、VLSI中则是一个数字子系统或整个数字系统的集成。双列直插式（DIP)采用中、大规模集成电路组成数字系统具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，且易于设计、调试和维护。7.1.1加法器一、半加器和全加器0010100100011011SiCiAiBi1．半加器逻辑表达式：Si＝AiBi+AiBi＝Ai⊕BiCi＝AiBiAiBiSiCi逻辑图0011010101110两个1位二进制数相加

3、(不考虑低位的进位）0002.全加器0010100110010111000001010011100101110111SiCiAiBiCi－1两个1位二进制数相加（考虑低位的进位）00110101100001111110CiAiBiSiCi-1SiAiBiCiFACOCi－1CI逻辑图Si＝AiBiCi－1＋AiBiCi－1＋AiBiCi－1＋AiBiCi－1＝Ai⊕Bi⊕Ci－1Ci＝AiBiCi－1＋AiBiCi－1＋AiBiCi－1＋AiBiCi－1＝AiBi＋（Ai⊕Bi）Ci－1二、加法器1．串行加法器Si＝Ai⊕Bi⊕Ci－1Ci＝AiBi＋（Ai⊕Bi）Ci－1特点：1.进位信号

4、逐位由低向高传递；2.工作速度较慢。按进位信号产生的方法不同分为：串行进位加法器并行（超前）进位加法器S3A3B3C3FACIFACIFACIC2C1S2S1A2B2A1B1C0S4A4B4C4FACICOCOCOCO如何提高加法器的运算速度?必须设法减小或去除由于进位信号逐级传送所花费的时间，使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而不需依赖低位进位。根据这一思想设计的加法器称为超前进位(又称先行进位)二进制并行加法器。A4、A3、A2、A1-------二进制被加数；B4、B3、B2、B1-------二进制加数；F4、F3、F2、F1------相加产生的和数；C0-----------

5、---------来自低位的进位输入；FC4-------------------向高位的进位输出。2．并行加法器(74LS283)设两个加数A=A4A3A2A1,B=B4B3B2B1,其逻辑表达式：S1＝A1⊕B1⊕C0C1＝A1B1＋（A1⊕B1）C0S2＝A2⊕B2⊕C1C2＝A2B2＋（A2⊕B2）C1S3＝A3⊕B3⊕C2C3＝A3B3＋（A3⊕B3）C2S4＝A4⊕B4⊕C3C4＝A4B4＋（A4⊕B4）C3令Gi＝AiBi，Pi＝Ai⊕Bi，则Ci＝Gi＋PiCi-1采用递推公式，进位表达式为：C1＝G1＋P1C0C2＝G2＋P2C1＝G2＋P2G1＋P2P1C0C3＝G3＋P

6、3C2＝G2＋P3G2＋P2P1G1＋P3P2P1C0C4＝G4＋P4C3＝G4＋P4G3＋P4P3G2＋P4P3P2G1＋P4P3P2P1C0各位和的输出为：Si＝Pi⊕Ci-1此式表明：最低位的进位信号C0可以超前送到C4、S4等各位上，从而大大缩短了进位信号的传递时间。S4A4B4C4C0FACIFACIFACIFACI超前进位电路S3S2S1A3B3A2B2A1B1超前进位加法器74LS283C2C1C3S4C4S3S2S1A3A274LS283COCIA1A0B3B2B1B00ABCD8421BCD码0011余3码[例]将8421BCD码转换为余3码。3.加法器应用例用4位二进制并

7、行加法器设计一个4位二进制并行加法/减法器。解:分析：根据问题要求，设减法采用补码运算，并令A=a4a3a2a1-----为被加数(或被减数)；B=b4b3b2b1-----为加数(或减数)；S=s4s3s2s1-----为和数(或差数)；M----------为功能选择变量.当M=0时，执行A+B；当M=1时，执行A-B。由运算法则可归纳出电路功能为：当M=0时，执行a4a3a2a1+b4b3b2b1+0(