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1、第11章组合逻辑电路11.1概述11.2组合逻辑电路的分析和设计11.3常用的集成组合逻辑电路11.4组合逻辑电路中的竞争一冒险现象返回１１.１ 概 述数字电路根据逻辑功能的不同特点,可以分成两大类,一类叫组合逻辑电路(简称组合电路),另一类叫时序逻辑电路(简称时序电路).组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关.因此,组合逻辑电路中没有存储元件,门电路是组合逻辑电路中的基本元件.时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入,而且还与电路原来的状态有关,即时序
2、逻辑电路具有“记忆”功能.因此,时序逻辑电路中一定要有存储元件,存储器是时序逻辑电路的基本元件.组合逻辑电路可用图１１-１所示的框图表示,它可以有一个或多个输入端,也可以有一个或多个输出端.图中A１、A２、……、An表示输入变量,Y１、Y２、……、Ym表示输出变量.下一页返回１１.１ 概 述输出与输入之间的逻辑关系可以用逻辑函数表示上一页返回１１.２ 组合逻辑电路的分析和设计１１.２.１ 组合逻辑电路的分析所谓组合逻辑电路的分析,就是已知组合逻辑电路,通过分析得到该电路的逻辑功能.分析组合逻辑电路的步骤大致如下:已知逻辑图→写逻辑
3、式→运用逻辑代数化简或变换→列逻辑状态表→分析逻辑功能.１１.２.２ 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻辑问题,求出实现该逻辑功能的最简单的逻辑电路.所谓“最简”,是指电路所用的逻辑器件数目最少、种类最少,而且器件之间的连线也最少.组合逻辑电路的设计步骤大致如下:已知逻辑要求→列逻辑状态表→写逻辑式→运用逻辑代数化简或变换→画逻辑图.上一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路１１.３.１ 编码器在数字系统中,所谓编码,是将字母、数字、符号等信息编成一组二进制代码的过程.编码器就是实现编码操作的电路,它广泛应用于
4、键盘电路.下面介绍三种编码器.１?二进制编码器二进制编码器是将各输入信号编成对应的二进制代码的电路.例如,要求将I０、I１、I２、I３、I４、I５、I６、I７八个输入信号编成对应的二进制代码而输出,其编码过程如下.１)确定二进制代码的位数因为输入有８个信号,即N＝８,根据２n≥N的关系可知n＝３,即编码器输出为三位二进制代码,用Y２、Y１、Y０表示.这种编码器通常称为８/３线编码器.下一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路２)列编码表由于编码器每次只能对一个信号编码,８个输入信号互相排斥,不允许两个或两个以上的输入信号为１,因此,
5、可用简化的逻辑状态表(即编码表)表示待编码的输入信号和对应的二进制输出代码的逻辑关系.用三位二进制代码表示八个信号的方案很多,各种编码方案都有自己的规律和特点,表１１-４所列的是其中的一种.３)由编码表写出逻辑式上一页下一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路４)由逻辑式画出逻辑图逻辑图如图１１-６所示.例如,当I１＝１,其余为０时,则输出为００１;当I６＝１,其余为０时,则输出为１１０.二进制代码００１和１１０分别表示输入信号I１和I６.当I１~I７均为０时,输出为０００,即表示I０.２.二十进制编码器将十进制数０~９编成二进制代
6、码的电路,称为二十进制编码器.这种编码器输入的是０~９十个数码,输出的是一组二进制代码,即二十进制码,简称BCD码.１)确定二进制代码的位数因为输入有１０个数码,即N＝１０,根据２n≥N的关系可知n＝４,即编码器输出为四位二进制代码.上一页下一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路２)列编码表四位二进制代码共有１６种状态,其中任何１０种状态都可表示０~９十个数码,方案很多.最常用的是８４２１编码方式,就是在四位二进制代码的１６种状态中取出前面１０种状态,表示０~９十个数码,后面６种状态去掉,见表１１-５.二进制代码各位的１所代表的十
7、进制数从高位到低位依次是８、４、２、１,称之为“权”,而后把每个数码乘以各位的“权”,相加,即得出该二进制代码所表示的一位十进制数.３)由编码表写出逻辑式上一页下一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路４)由逻辑式画出逻辑图(图１１-７)计算机的键盘输入电路就是由编码器组成的.图１１-７是有１０个按键的８４２１码编码器的逻辑图.按下某个按键,输入相应的一个十进制数码.３.优先编码器上述编码器每次只允许一个输入端上有信号,而优先编码器允许同时输入两个以上的编码信号,编码器给所有的输入信号规定了优先顺序,当多个输入信号同时出现时,只对其
8、中优先级最高的一个进行编码.上一页下一页返回１１.３ 常用的集成组合逻辑电路１１.３.２ 译码器译码是编码的反过程.编码是将某种信号或十进制的１０个数码(输入)编成二进制代码输出.译码是将二进制代码(输入)按其编码时的原意译成对应的信
