《数字电子技术基础》——组合逻辑电路.ppt

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1、第3章组合逻辑电路3.2组合逻辑电路的分析与设计3.3典型的组合逻辑集成电路3.1概述3.4组合逻辑电路中的竞争冒险学习要点：组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的设计典型组合逻辑电路的功能典型组合逻辑电路的应用3.1概述组合逻辑电路：在任意时刻电路的输出仅取决于该时刻的输入，而与输入信号作用前电路所处的状态无关。电路特点：无记忆，无反馈。即任意一个输出端的输出与该时刻所有输入端的逻辑取值有关。图中第i个输出与输入逻辑变量的关系可用如下逻辑函数来描述：3.2组合逻辑电路的分析与设计3.2.1组合逻辑电路的分析方法3.2.2组合

2、逻辑电路的设计方法一般分析步骤：（1）根据给定的逻辑电路写出逻辑函数表达式。（2）列出真值表。（3）分析得出电路的逻辑功能。--借助于逻辑函数、真值表等找出给定电路的输入输出之间的关系进而知道电路所实现的逻辑功能。3.2.1组合逻辑电路的分析方法例逻辑电路如图所示，试分析其逻辑功能。解：（1）从输入端依次写出：（2）列出真值表。ABCF00000010010001101000101111011111（3）由真值表可以看出该电路可以实现四舍五入的判别，当输入的二进制码大于等于5时，输出为1，而小于5时输出为0。3.2.2组

3、合逻辑电路的设计方法根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这个功能要求的逻辑电路。实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。要求：（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋写出真值表。（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。（3）选用合适的器件画出逻辑图。一般设计步骤：例设计一个交通灯故障自动检测器，以实现红、黄、绿三种灯的远程监控，要求用与非门实现。解：（1）逻辑赋值。红、黄、绿三种灯分别用变量A、B、C表示，灯亮为1，不亮为0。用变量F表示，正常为1，有故障为0。输入：输出：真值表ABCF0000

4、0011010101101001101011001110变换成与非式（2）由真值表写出逻辑表达式。（3）画出逻辑图。3.3典型的组合逻辑集成电路3.3.1编码器3.3.2译码器3.3.3数据分配器和数据选择器3.3.4数值比较器3.3.5加法器编码：3.3.1编码器将信息符号与二进制代码之间建立一一对应的关系。编码器：能实现编码功能的逻辑电路。1．编码器工作原理即在某一时刻电路只把一个输入信号转换为n位二进制代码。例：4线-2线编码器--把4个输入信号编成对应的2位二进制代码输出的编码电路。设输入4个分别为I0～I3，高

5、电平有效；输出为Y1Y0两位二进制代码。输入输出I3I2I1I0Y1Y0000100001001010010100011真值表：解：注意：编码器在任一时刻只能对一个输入信号进行编码。输出表达式根据表达式：如果某一时刻，有两个输入端如I1、I2同时为1时，输出Y1Y0为00；而输出Y1Y0为00本应表示信号I0，所以以上输出就是错误输出。为避免此问题，可设定输入信号的优先级，即优先编码器。4线-2线优先编码器真值表输入输出I3I2I1I0Y1Y0000100001×0101××101×××11表达式此时输出I1、I2即使同

6、时为1，输出为I0仍然表示对优先级高的I2的编码。优先编码器实质就是对优先级最高的一个输入信号进行编码避免了输出紊乱。除了二进制编码器，常用的还有二-十进制编码器，也称为BCD码编码器，就是把0～9十个十进制数码编成BCD代码，其工作原理与二进制编码器相同。2．集成编码器74LS148（74HC148）为TTL（CMOS）8线-3线优先编码器，两者电性能参数不同，但逻辑功能相同。输出端，变量上的非号表示输出为反码形式。～～～为输入端，变量上的非号表示低电平有效，优先级最高；三个控制端：为输入使能端，低电平有效；为输出使能

7、端；为扩展输出端。EO74LS148功能表输入输出EII7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0EOCS1××××××××111110111111111110100×××××××00010010××××××001100110×××××0101001110××××01110011110×××100100111110××1011001111110×1101001111111011110例用74LS148和逻辑门电路实现16线-4线优先编码器。解：74LS148为8个输入，现要对16个输入进行编码，因此至少要用两片74LS1

8、48，根据功能表画出逻辑图。其中片1为高位，片0为低位。片1的EO端和片0的级联，用于控制是否允许低位片编码输出。片1和片0的相与作为总的输出，用于标志输出端是否为有效编码引出，作为输出的最高位。端输出，另外，将片1的显然，片1的优先级要高于片0优先级，输入端中优先级最高，优先级最低。常见的集成编码器还有74LS14