数字电子技术 教学课件 作者 正萍 等编著第3章 组合逻辑电路.ppt

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1、第三章组合逻辑电路一个数字系统通常包含有许多的数字逻辑电路。根据逻辑功能的特点不同，通常分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。所谓组合逻辑电路就是任意时刻的输出稳定状态仅仅取决于该时刻的输入信号，而与输入信号作用前电路所处的状态无关。第三章组合逻辑电路电路结构的特点组合电路是由常用门电路组合而成的，其中既无从输出到输入的反馈连接，也不包含可以存储信号的记忆元件第三章组合逻辑电路组合逻辑电路功能的表示方法真值表、卡诺图、逻辑表达式、逻辑图组合电路的分类1.按照逻辑功能特点不同划分：加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和分配器、只读存储器。实现各种逻辑功能的组合电路是五花八门

2、，不胜枚举，重要的是通过一些典型电路的分析和设计，弄清基本概念，掌握基本方法。2.按照使用基本开关元件不同，有TTL、CMOS等类型，按集成度不同分为SSI、MSI、LSI、VLSI。3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法3.1.1组合逻辑电路的基本分析方法一、组合逻辑电路的分析已知逻辑电路写出逻辑函数写出函数的真值表分析逻辑功能分析方法例3.13.1.2组合逻辑电路的基本设计方法组合逻辑电路的一般设计方法已知逻辑问题写出逻辑函数写出函数的真值表画出逻辑电路电路装配调试逻辑抽象的工作可以这样来进行：分析问题的因果关系，确定输入变量和输出变量。定义逻辑状态的含意，以0，1分

3、别代表变量的两种取值状态。根据给定的因果关系列出真值表进而写出逻辑函数表达式。例3.2：常用MSI组合逻辑器件在社会实践过程，人们为解决实际逻辑问题而设计的逻辑电路不胜枚举，但其中有些逻辑电路经常、大量地在各种数字系统中。本节我们用所学的组合逻辑电路分析与设计的基本思想和方法来认识一些典型的组合逻辑单元电路；这些单元电路通常被制作成中规模集成（MSI）电路，以便于我们在数字系统中广泛的应用；所谓中规模集成电路是在一块半导体芯片上同时制作10—100个等效门，并在内部把这些门互相连接起来，形成具有一定功能的逻辑电路；用MSI电路构成数字系统，具有体积小、耗电省、工作可靠、成

4、本低、设计容易等优点；常用的MSI组合逻辑电路（器件）有：编码和译码电路；代码转换电路；数值比较电路；数据选择与分配电路；基本运算电路；常用MSI组合逻辑器件通用性：电路即能用于数字计算机，又能用于控制系统、数字仪表等，其功能往往超过本身名称所表示的功能。能自扩展：器件通常设置一些控制端（使能端）、功能端和级联端等，在不用或少用附加电路的情况下，能将若干功能部件扩展成位数更多、功能更复杂的电路。电路内部一般设置有缓冲门，需要用到的互补信号均能在内部产生，这样减少了外围辅助电路和封装引脚，使电路简单中规模集成逻辑器件的特点3.2编码器与译码器3.2.1编码器把二进制码按一定

5、的规律编排，使每组代码具有一特定的含义称为编码。如：8421BCD码中，用1000表示数字8,ASCII码中，用1000001表示字母A等具有编码功能的逻辑电路称为编码器。例如：键控8421BCD码编码器、8/3线优先编码器等。编码器的逻辑功能：能将每一个编码输入信号变换为不同的二进制的代码输出。如BCD编码器：将10个编码输入信号分别编成10个4位码输出。如8线-3线编码器：将8个输入的信号分别编成8个3位二进制数码输出。N位二进制编码器的结构框图一、二进制编码器的工作原理I0I1Yn-1Y0Y11n2-I二进制编码器2n个输入n位二进制码输出7种情况需几位二进制码表示

6、？9种呢？8线─3线二进制编码器1.三位二进制编码器的设计有八个输入端，三个输出端，在编码器的任何时刻，只能对一个输入信号进行编码，即不允许有两个和两个以上输入信号同时存在的情况出现。即输入变量是一组相互排斥的变量。真值表、表达式、逻辑图结论：普通编码器不能同时输入两个已上的有效编码信号,否则编码器输出发生混乱。优先编码器优先编码器的提出：实际应用中，经常有两个或更多输入编码信号同时有效必须根据轻重缓急，规定好这些外设允许操作的先后次序，即优先级别识别多个编码请求信号的优先级别，并进行相应编码的逻辑部件称为优先编码器。普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则输

7、出就会发生混乱。优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。优先编码器芯片（74LS148）芯片引脚图：图3.4引脚功能说明（P50）解释：输入、输出变量取反的区别输出端加小圆圈表示对输出变量取其反变量。对输入端加小圆圈并不表示对输出变量取其反变量，而是表示低电平有效。不加表示高电平有效。从编码器的输入端来看，若加小圆圈，表示低电平要求编码。2.芯片功能（P50）74LS148的逻辑功能描述：（1）编码输入端：逻辑符号输入端