第10章 组合逻辑电路
数字电子技术基础(侯建军)
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按权展开式 位置计数法 1、十进制 (333.33)10 =3 102 + 3 101+ 3 100+ 3 10-1 +3 10-2
权 权 权 权 权
进位计数制
特点:1)基数10,逢十进一,即9+1=10
表示相对小数点 的位置 2)有0-9十个数字符号和小数点,数码K i从0-9
3)不同数位上的数具有不同的权值10i。 4)任意一个十进制数,都可按其权位数基 展成多项式的形式 (N)10=(Kn-1 K1 K0. K-1 K-m)10 =Kn-1 10n-1++K1101+K0100+K-1 10-1++K-m 10-m n 1 K 10 i i 返 回 i m
原码的性质:
返 回
一、真值与机器数
(数值的绝对值) 最高位: ―1‖表示“-‖
―0‖有两种表示形式 正数:尾数部分与真值形式相同 …0] = 000…0 而 [-00…0] = 111…1 [+00 反 反 负数:尾数为真值数值部分按位取反 数值范围: +(2n –1-1)≤[X]反≤-(2n-1-1) 如n = 反码[X]反: 符号位 + 尾数部分 2. 8,反码范围01111111~10000000,数值范围 为+127~-127 [X1]反 = 00000100 X1 = +4 符号位后的尾数是否为真值取决于符号位 [X2]反 = 11111011 X2 = -4
常用编码
常用的编码:
用一组二进制码按一定规则排列起 来以表示数字、符号等特定信息。
(一)自然二进制码及格雷码 按自然数顺序 排列的二进 常用四位自然二进制码,表示十进 制 码 制数0--15,各位的权值依次为23、 22、21、20。 格雷码 1.任意两组相邻码之间只有一位不同。 注:首尾两个数码即最小数0000和最大 数1000之间也符合此特点,故它可称为 循环码 2.编码还具有反射性,因此又可称其 为反射码。 返 回 自然二进制码
数字电子技术》电子教案
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《数字电子技术》电子教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的基本概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑门逻辑函数逻辑代数1.3 数字电路的表示方法逻辑电路图真值表卡诺图第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小化方法卡诺图化简法逻辑函数的优化第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的建模状态编码的设计时序逻辑电路的仿真第四章:数字电路的设计与仿真4.1 数字电路设计流程需求分析逻辑设计电路实现测试与验证4.2 数字电路仿真技术数字电路仿真原理常用仿真工具仿真举例4.3 数字电路的测试与维护数字电路测试方法故障诊断与定位数字电路的维护与优化第五章:数字系统的应用5.1 数字系统概述数字系统的定义数字系统的特点数字系统的应用领域5.2 数字系统的设计方法数字系统设计流程数字系统模块划分数字系统的设计工具5.3 数字系统的应用实例数字控制系统数字通信系统数字音频处理系统第六章:数字集成电路6.1 数字集成电路概述数字集成电路的分类数字集成电路的优点数字集成电路的应用6.2 集成电路的制造工艺晶圆制造集成电路布局布线集成电路的封装与测试6.3 常见数字集成电路MOSFETCMOS逻辑门集成电路的封装类型第七章:数字信号处理器(DSP)7.1 数字信号处理器概述数字信号处理器的定义数字信号处理器的特点数字信号处理器的应用7.2 数字信号处理器的结构与工作原理中央处理单元(CPU)存储器输入/输出接口7.3 数字信号处理器的编程与开发编程语言开发工具与环境编程举例第八章:数字系统的可靠性8.1 数字系统的可靠性概述数字系统可靠性的重要性影响数字系统可靠性的因素数字系统可靠性评估方法8.2 数字系统的容错技术冗余设计容错算法故障检测与恢复8.3 数字系统的可靠性测试与验证可靠性测试方法可靠性测试指标可靠性验证实例第九章:数字电子技术的创新与应用9.1 数字电子技术的创新新型数字电路技术数字电子技术的研究热点数字电子技术的未来发展趋势9.2 数字电子技术的应用领域物联网生物医学工程9.3 数字电子技术的产业现状与展望数字电子技术产业概述我国数字电子技术产业发展现状数字电子技术的市场前景第十章:综合实践项目10.1 综合实践项目概述项目目的与意义项目内容与要求项目评价与反馈10.2 综合实践项目案例数字频率计的设计与实现数字音调发生器的设计与实现数字控制系统的设计与实现10.3 项目实施与指导项目实施流程项目指导与支持项目成果展示与讨论重点和难点解析1. 数字电路基础:理解数字电路的基本概念、特点及应用领域,掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基础知识,熟悉数字电路的表示方法。
电子技术基础马磊主编 课后练习填空题整理
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示为(������������������������������������������������������������������������)������������������������������������������,用余 3 码可表示为(������������������������������������������������������������������������)余������码。
������������
反 向 电 压 ������������������ =50 ������ V , 若 采 用 桥 式 整 流 电 路 , 二 极 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 ������������������ =50 ������V, 若采用半波整流电容滤波电路, 二极管承受的最大反向电压������������������ =100V, 若采用桥式整流电容滤波电路,二极管承受的最大反向电压������������������ =50 ������V。 (4) 已知负载上的直流电 流 ������������ =100mA ,若采用半波 整流电路,通过二极管 的电流 (5) (6) (7) (8) (9) (10) 第六章 (1) (2) ������������ =100mA,若采用桥式整流电路,通过二极管的电流������������ =50mA。 电容滤波电路中的电容与负载相并联,适用于负载电阻比较大的场合,交 电时间常数越大,输出波形脉动越小。 电感滤波电路中的电感与负载相串联,适用于负载电阻较小的场合。 对二极管产生较大冲击电流的是电容滤波电路,对二极管产生较小冲击电 流的是电感滤波电路。 如果通过稳压管的反射电流小于������������min ,则稳压管工作在截止状态,这时稳 压管不起稳压作用。 串联型稳压电路由采样环节、基准环节、放大环节、调整环节四个环节构成。 三端集成稳压器 W7809 输出正电压 9V,W7909 输出负电压-9V。 数字电路基础 输入有 0 得 1,全 1 为 0 是与非门;输入相同为 0,相异为 1 是异或门。 三极管具有放大、饱和、截止三种状态,在模拟电路中,三极管工作在放大状态, 在数字电路中,三极管工作在截止和饱和状态。
第章组合逻辑电路习题解答
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第章组合逻辑电路习题解答公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]复习思考题3-1 组合逻辑电路的特点从电路结构上看,组合电路只由逻辑门组成,不包含记忆元件,输出和输入之间无反馈。
任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,而与电路原来的状态无关,即无记忆功能。
3-2 什么是半加什么是全加区别是什么若不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加,称为半加。
两个同位的加数和来自低位的进位三者相加,称为全加。
半加是两个1位二进制数相加,全加是三个1位二进制数相加。
3-3 编码器与译码器的工作特点编码器的工作特点:将输入的信号编成一个对应的二进制代码,某一时刻只能给一个信号编码。
译码器的工作特点:是编码器的逆操作,将每个输入的二进制代码译成对应的输出电平。
3-4 用中规模组合电路实现组合逻辑函数是应注意什么问题中规模组合电路的输入与输出信号之间的关系已经被固化在芯片中,不能更改,因此用中规模组合电路实现组合逻辑函数时要对所用的中规模组合电路的产品功能十分熟悉,才能合理地使用。
3-5 什么是竞争-冒险产生竞争-冒险的原因是什么如何消除竞争-冒险在组合逻辑电路中,当输入信号改变状态时,输出端可能出现虚假信号----过渡干扰脉冲的现象,叫做竞争冒险。
门电路的输入只要有两个信号同时向相反方向变化,这两个信号经过的路径不同,到达输入端的时间有差异,其输出端就可能出现干扰脉冲。
消除竞争-冒险的方法有:接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计。
习 题3-1试分析图所示各组合逻辑电路的逻辑功能。
解: (a)图 (1) 由逻辑图逐级写出表达式:)()(D C B A Y ⊕⊕⊕=(2) 化简与变换:令DC Y B A Y ⊕=⊕=21则 21Y Y Y ⊕=(3)由表达式列出真值表,见表。
输入中间变量中间变量 输出 A B C DY 1 Y 2 Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 10 1 1 0 00 1 1 0 1(4)分析逻辑功能:由真值表可知,该电路所能完成的逻辑功能是:判断四个输入端输入1的情况,当输入奇数个1时,输出为1,否则输出为0。
组合逻辑电路 课后答案
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第4章[题].分析图电路的逻辑功能,写出输出的逻辑函数式,列出真值表,说明电路逻辑功能的特点。
图P4.1B YAP 56P P =图解:(1)逻辑表达式()()()5623442344232323232323Y P P P P P CP P P P CP P P C CP P P P C C P P P P C P PC ===+=+=++=+ 2311P P BP AP BABAAB AB AB ===+()()()2323Y P P C P P CAB AB C AB ABC AB AB C AB AB CABC ABC ABC ABC=+=+++=+++=+++(2)真值表(3)功能从真值表看出,这是一个三变量的奇偶检测电路,当输入变量中有偶数个1和全为0时,Y =1,否则Y=0。
[题] 分析图电路的逻辑功能,写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路完成什么逻辑功能。
图P4.3B1Y 2[解]解: 2Y AB BC AC =++12Y ABC A B C Y ABC A B C AB BC AC ABC ABC ABC ABC =+++=+++++=+++()())由真值表可知:、C 为加数、被加数和低位的进位,Y 1为“和”,Y 2为“进位”。
[题] 图是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图,写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时,Y 1~Y 4的逻辑式,列出真值表。
图P4.4[解](1)COMP=1、Z=0时,TG1、TG3、TG5导通,TG2、TG4、TG6关断。
,(2)COMP=0、Z=0时,Y1=A1,Y2=A2,Y3=A3,Y4=A4。
、COMP=1、Z=0时的真值表、Z=0的真值表从略。
[题] 用与非门设计四变量的多数表决电路。
当输入变量A、B、C、D有3个或3个以上为1时输出为1,输入为其他状态时输出为0。
[解] 题的真值表如表所示,逻辑图如图(b)所示。
组合逻辑电路
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⒊ 8-3线优先编码器74LS148
7.2.2 译码器
将给定的二值代码转换为相应的输出信号或另一种形式 二值代码的过程,称为译码。 能实现译码功能的电路称为译码器(Decoder)。译码 是编码的逆过程。 ⒈ 工作原理 为便于分析理解,以2-4线译码器为例。
⒉ 3-8线译码器74LS138
⒊ 译码器应用举例 【例7-6】 试利用74LS138和门电路实现例7-3中要求的 3人多数表决逻辑电路。 解:3人表决逻辑最小项表达式为:
⑵ 现象Ⅱ
⒉ 竞争与冒险的含义 ⑴ 竞争:门电路输入端的两个互补输入信号同时向相反 的逻辑电平跳变的现象称为竞争。 ⑵ 冒险:门电路由于竞争而产生错误输出(尖峰脉冲) 的现象称为竞争-冒险。 对大多数组合逻辑电路来说,竞争现象是不可避免的。 但竞争不一定会产生冒险,而产生冒险必定存在竞争。
⒊ 判断产生竞争-冒险的方法 ⑴ 或(或非)门,在某种条件下形成 时, 会产生竞争现象;与(与非)门,在某种条件下形成 时,会产生竞争现象。 ⑵ 卡诺图中有相邻的卡诺圈相切。
8选1数据选择器74LS151/251
数据选择器应用 【例7-10】 试利用74LS151实现例7-3中要求的3人多 数表决逻辑电路。 解:3人表决逻辑最小项表达式为: Y=
7.2.5 加法器
⒈ 半加器(Half Adder) ⑴ 定义:能够完成两个一位二进制数A和B相加的组 合逻辑电路称为半加器。 ⑵ 真值表:半加器真值表如表7-13,其中S为和, CO为进位。 ⑶ 逻辑表达式:S= =AB;CO=AB ⑷ 逻辑符号:半加器逻辑符号如图7-20所示。
⒉ 全加器(Full Adder)
⑴ 定义:两个一位二进制数A、B与来自低位的进位 CI三者相加的组合逻辑电路称为全加器。
数字电路组合逻辑电路
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分),如下图。 2)数字电路与数字系统
元
辑
件
符
号
根据前面所述,提出数字电路地概念。数字电路是指以逻辑门为核心元件
连接关系
,以分立元件为辅助元件,根据设计电路所得元件引脚地连接关系组合而成地电路。
逻辑门地输入输出引脚承载地物理量是稳定地电压,只有高,低两种电平,在逻辑上
认为实现了1,0数字地传递。核心电路组合后,我们主要针对电路(函数)输入
形图体现地随时间数据变化地规律,就能找到时序电路地逻辑功能,但在组合电路里,转化为真值表
方法分析电路功能会更好。
8 1.2组合逻辑电路分析
组组合合逻逻辑析辑电电路路分分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
3)组合电路分析步骤 要分析逻辑电路功能,就要得到电路地逻辑图,转变为函数,真值表或波形图,然后按照 前面所述去分析其功能。 (1)根据逻辑门组成地电路,确定输入输出变量,从输入端开始,逐级写出每个逻辑门 地逻辑表达式,直到写出所有输出表达式为止。然后利用化简逻辑函数地方法对函数进 行化简,得到最简化地表达式。 (2)根据逻辑表达式列出真值表,根据真值表分析逻辑功能 (3)根据表达式与真值表分析电路地功能确定最后地电路功能,与实践相联系,确定 应用性功能。 该电路实现了或非门地功能。 (4)观察图形,分析电路可能存在地问题 实例1分析如图所示电路,要求: (1)列出逻辑表达式 (2)列真值表 (3)分析逻辑功能 (4)电路使用了几个芯片,哪里不合理?说明原因。
1
第3章
组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
言宜慢,心宜善
阅 解
推
逻辑 设计
2
组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计 电路竞争与冒险 常用组合逻辑电路
组合逻辑电路设计例题
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9.4、组合逻辑电路的分析与设计习题1、在一旅游胜地,有两辆缆车可供游客上下山,请设计一个控制缆车正常运行的逻辑电路。
要求:缆车A 和B在同一时刻只能允许一上一下的行驶,并且必须同时把缆车的门关好后才能行使。
设输入为A、B、C,输出为Y。
(设缆车上行为“1”,门关上为“1”,允许行驶为“1”)(1) 列真值表;(2)写出逻辑函数式;(3)用基本门画出实现上述逻辑功能的逻辑电路图。
解:(1)列真值表:(3)逻辑电路图:)()(____________BACBABACCBABCAF⊕=+=+=2、某同学参加三类课程考试,规定如下:文化课程(A)及格得2分,不及格得0分;专业理论课程(B)及格得3分,不及格得0分;专业技能课程(C)及格得5分,不及格得0分。
若总分大于6分则可顺利过关(Y),试根据上述内容完成:(1)列出真值表;(2)写出逻辑函数表达式,并化简成最简式;(3)用与非门画出实现上述功能的逻辑电路。
(3)逻辑电路图(2)逻辑函数表达式BCACABCBABCCBABCCBAABCBCAABCCBABCAF+=+=+=+=++=++=)()(__________________ABFAFBCAFBC3、中等职业学校规定机电专业的学生,至少取得钳工(A)、车工(B)、电工(C)中级技能证书的任意两种,才允许毕业(Y )。
试根据上述要求:(1)列出真值表;(2)写出逻辑表达式,并化成最简的与非—与非形式;(3)用与非门画出完成上述功能的逻辑电路。
(3)逻辑电路: (2)逻辑表达式:最简的与非—与非形式:ABC C AB C B A BC A F +++=_____________________________________________________________________________________________________________AB BC AC AB BC AC AB BC AC AB BC AC F ••=•+=++=++=4、用基本逻辑门电路设计一个一位二进制全加器,输入变量有:A 为被加数,B 为加数,C 为较低位的进位,输出函数为本位和S 及向较高位的进位H 。
《组合逻辑电路》公开课教案
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《组合逻辑电路》公开课教案第一章:组合逻辑电路概述1.1 教学目标让学生了解组合逻辑电路的定义和特点使学生掌握组合逻辑电路的基本构成要素培养学生理解组合逻辑电路在数字电路中的应用1.2 教学内容组合逻辑电路的概念组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的基本构成要素组合逻辑电路的应用1.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的基本概念和特点采用案例分析法,分析组合逻辑电路的应用实例采用互动讨论法,引导学生探讨组合逻辑电路的构成要素1.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路的相关案例资料1.5 教学过程1.5.1 导入利用生活中的实例引入组合逻辑电路的概念1.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的定义和特点讲解组合逻辑电路的基本构成要素1.5.3 案例分析分析组合逻辑电路的应用实例1.5.4 互动讨论引导学生探讨组合逻辑电路的构成要素第二章:组合逻辑电路的设计方法2.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路的设计方法培养学生运用设计方法解决实际问题的能力2.2 教学内容组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路设计实例2.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的设计方法采用案例分析法,分析组合逻辑电路设计实例采用互动讨论法,引导学生探讨设计方法的应用2.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路设计的相关案例资料2.5 教学过程2.5.1 导入复习组合逻辑电路的概念,引出设计方法的话题2.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的设计方法2.5.3 案例分析分析组合逻辑电路设计实例2.5.4 互动讨论引导学生探讨设计方法的应用第三章:组合逻辑电路的仿真与测试3.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路的仿真与测试方法培养学生运用仿真与测试方法诊断和优化电路的能力3.2 教学内容组合逻辑电路的仿真方法组合逻辑电路的测试方法组合逻辑电路仿真与测试实例3.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的仿真与测试方法采用案例分析法,分析组合逻辑电路仿真与测试实例采用互动讨论法,引导学生探讨仿真与测试方法的应用3.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路仿真与测试的相关案例资料3.5 教学过程3.5.1 导入复习组合逻辑电路的设计方法,引出仿真与测试的话题3.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的仿真方法讲解组合逻辑电路的测试方法3.5.3 案例分析分析组合逻辑电路仿真与测试实例3.5.4 互动讨论引导学生探讨仿真与测试方法的应用第四章:组合逻辑电路的应用实例4.1 教学目标让学生了解组合逻辑电路在实际应用中的典型实例培养学生运用组合逻辑电路解决实际问题的能力4.2 教学内容组合逻辑电路的应用实例4.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的应用实例采用案例分析法,分析组合逻辑电路应用实例采用互动讨论法,引导学生探讨应用实例的设计与实现4.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路应用实例的相关资料4.5 教学过程4.5.1 导入复习组合逻辑电路的仿真与测试,引出应用实例的话题4.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的应用实例4.5第五章:组合逻辑电路的综合设计实例5.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路的综合设计方法培养学生运用综合设计方法解决实际问题的能力5.2 教学内容组合逻辑电路的综合设计方法组合逻辑电路综合设计实例5.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的综合设计方法采用案例分析法,分析组合逻辑电路综合设计实例采用互动讨论法,引导学生探讨综合设计方法的应用5.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路综合设计的相关案例资料5.5 教学过程5.5.1 导入复习组合逻辑电路的应用实例,引出综合设计的话题5.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的综合设计方法5.5.3 案例分析分析组合逻辑电路综合设计实例5.5.4 互动讨论引导学生探讨综合设计方法的应用第六章:组合逻辑电路的优化6.1 教学目标让学生了解组合逻辑电路的优化方法培养学生运用优化方法提高电路性能的能力6.2 教学内容组合逻辑电路的优化方法组合逻辑电路优化实例6.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的优化方法采用案例分析法,分析组合逻辑电路优化实例采用互动讨论法,引导学生探讨优化方法的应用6.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路优化的相关案例资料6.5 教学过程6.5.1 导入复习组合逻辑电路的综合设计,引出优化的话题6.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的优化方法6.5.3 案例分析分析组合逻辑电路优化实例6.5.4 互动讨论引导学生探讨优化方法的应用第七章:组合逻辑电路的troubleshooting 与维护7.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路的troubleshooting 与维护方法培养学生运用troubleshooting 与维护方法解决实际问题的能力7.2 教学内容组合逻辑电路的troubleshooting 方法组合逻辑电路的维护方法组合逻辑电路troubleshooting 与维护实例7.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路的troubleshooting 与维护方法采用案例分析法,分析组合逻辑电路troubleshooting 与维护实例采用互动讨论法,引导学生探讨troubleshooting 与维护方法的应用7.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路troubleshooting 与维护的相关案例资料7.5 教学过程7.5.1 导入复习组合逻辑电路的优化,引出troubleshooting 与维护的话题7.5.2 讲解讲解组合逻辑电路的troubleshooting 方法讲解组合逻辑电路的维护方法7.5.3 案例分析分析组合逻辑电路troubleshooting 与维护实例7.5.4 互动讨论引导学生探讨troubleshooting 与维护方法的应用第八章:组合逻辑电路在现代电路中的应用8.1 教学目标让学生了解组合逻辑电路在现代电路中的应用领域培养学生运用组合逻辑电路解决现代电路问题的能力8.2 教学内容组合逻辑电路在现代电路中的应用领域组合逻辑电路在现代电路中的应用实例8.3 教学方法采用讲授法,讲解组合逻辑电路在现代电路中的应用领域采用案例分析法,分析组合逻辑电路在现代电路中的应用实例采用互动讨论法,引导学生探讨组合逻辑电路在现代电路中的应用8.4 教学准备教案、PPT、教学设备组合逻辑电路在现代电路中的应用领域的相关资料8.5 教学过程8.5.1 导入复习组合逻辑电路的troubleshooting 与维护,引出现代电路应用重点和难点解析1. 教学内容的选取与编排:确保教学内容既能够覆盖组合逻辑电路的基础知识,又能够结合实例深入讲解,使学生能够理解并应用所学知识。
《数字电子技术》详细目录
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《数字电子技术》目录第1章数制与编码1.1 数字电路基础知识1.1.1 模拟信号与数字信号1.1.2 数字电路的特点1.2 数制1.2.1 十进制数1.2.2 二进制数1.2.3 八进制数1.2.4 十六进制数1.3 数制转换1.3.1 二进制数与八进制数的相互转换1.3.2 二进制数与十六进制数的相互转换1.3.3 十进制数与任意进制数的相互转换1.4 二进制编码1.4.1 加权二进制码1.4.2 不加权的二进制码1.4.3 字母数字码1.4.4 补码1.5带符号二进制数的加减运算1.5.1 加法运算1.5.2 减法运算第2章逻辑门2.1 基本逻辑门2.1.1 与门2.1.2 或门2.1.3 非门2.2 复合逻辑门2.2.1 与非门2.2.2 或非门2.2.3 异或门2.2.4 同或门2.3 其它逻辑门2.3.1 集电极开路逻辑门2.3.2 集电极开路逻辑门的应用2.3.3 三态逻辑门2.4 集成电路逻辑门2.4.1 概述2.4.2 TTL集成电路逻辑门2.4.3 CMOS集成电路逻辑门2.4.4 集成逻辑门的性能参数2.4.5 TTL与CMOS集成电路的接口*第3章逻辑代数基础3.1 概述3.1.1 逻辑函数的基本概念3.1.2 逻辑函数的表示方法3.2 逻辑代数的运算规则3.2.1 逻辑代数的基本定律3.2.2 逻辑代数的基本公式3.2.3 摩根定理3.2.4 逻辑代数的规则3.3 逻辑函数的代数化简法3.3.1 并项化简法3.3.2 吸收化简法3.3.3 配项化简法3.3.4 消去冗余项法3.4 逻辑函数的标准形式3.4.1 最小项与最大项3.4.2 标准与或表达式3.4.3 标准或与表达式3.4.4 两种标准形式的相互转换3.4.5 逻辑函数表达式与真值表的相互转换3.5 逻辑函数的卡诺图化简法3.5.1 卡诺图3.5.2 与或表达式的卡诺图表示3.5.3 与或表达式的卡诺图化简3.5.4 或与表达式的卡诺图化简3.5.5 含无关项逻辑函数的卡诺图化简3.5.6 多输出逻辑函数的化简*第4章组合逻辑电路4.1 组合逻辑电路的分析4.1.1 组合逻辑电路的定义4.1.2 组合逻辑电路的分析步骤4.1.3 组合逻辑电路的分析举例4.2 组合逻辑电路的设计4.2.1 组合逻辑电路的一般设计步骤4.2.2 组合逻辑电路的设计举例4.3 编码器4.3.1 编码器的概念4.3.2 二进制编码器4.3.3 二-十进制编码器4.3.4 编码器应用举例4.4 译码器4.4.1 译码器的概念4.4.2 二进制译码器4.4.3 二-十进制译码器4.4.4 用译码器实现逻辑函数4.4.5 显示译码器4.4.6 译码器应用举例4.5 数据选择器与数据分配器4.5.1 数据选择器4.5.2 用数据选择器实现逻辑函数4.5.3 数据分配器4.5.4 数据选择器应用举例4.6 加法器4.6.1 半加器4.6.2 全加器4.6.3 多位加法器4.6.4 加法器应用举例4.6.5 加法器构成减法运算电路*4.7 比较器4.7.1 1位数值比较器4.7.2 集成数值比较器4.7.3 集成数值比较器应用举例4.8 码组转换电路4.8.1 BCD码之间的相互转换4.8.2 BCD码与二进制码之间的相互转换4.8.3 格雷码与二进制码之间的相互转换4.9 组合逻辑电路的竞争与冒险4.9.1 冒险现象的识别4.9.2 消除冒险现象的方法第5章触发器5.1 RS触发器5.1.1 基本RS触发器5.1.2 钟控RS触发器5.1.3 RS触发器应用举例5.2 D触发器5.2.1 电平触发D触发器5.2.2 边沿D触发器5.3 JK触发器5.3.1 主从JK触发器5.3.2 边沿JK触发器5.4 不同类型触发器的相互转换5.4.1 概述5.4.2 D触发器转换为JK、T和T'触发器5.4.3 JK触发器转换为D触发器第6章寄存器与计数器6.1 寄存器与移位寄存器6.1.1 寄存器6.1.2 移位寄存器6.1.3移位寄存器应用举例6.2 异步N进制计数器6.2.1 异步n位二进制计数器6.2.2 异步非二进制计数器6.3 同步N进制计数器6.3.1 同步n位二进制计数器6.3.2 同步非二进制计数器6.4 集成计数器6.4.1 集成同步二进制计数器6.4.2 集成同步非二进制计数器6.4.3 集成异步二进制计数器6.4.4 集成异步非二进制计数器6.4.5 集成计数器的扩展6.4.6 集成计数器应用举例第7章时序逻辑电路的分析与设计7.1 概述7.1.1 时序逻辑电路的定义7.1.2 时序逻辑电路的结构7.1.3 时序逻辑电路的分类7.2 时序逻辑电路的分析7.2.1时序逻辑电路的分析步骤7.2.2 同步时序逻辑电路分析举例7.2.3 异步时序逻辑电路分析举例7.3 同步时序逻辑电路的设计7.3.1 同步时序逻辑电路的基本设计步骤7.3.2 同步时序逻辑电路设计举例第8章存储器与可编程器件8.1 存储器概述8.1.1 存储器的分类8.1.2 存储器的相关概念8.1.3 存储器的性能指标8.2 RAM8.2.1 RAM分类与结构8.2.2 SRAM8.2.3 DRAM8.3 ROM8.3.1 ROM分类与结构8.3.2 掩膜ROM8.3.3 可编程ROM8.3.4 可编程ROM的应用8.4 快闪存储器(Flash Memory)8.4.1 快闪存储器的电路结构8.4.2 闪存与其它存储器的比较8.5 存储器的扩展8.5.1 存储器的位扩展法8.5.2 存储器的字扩展法8.6 可编程阵列逻辑8.6.1 PAL的电路结构8.6.2 PAL器件举例8.6.3 PAL器件的应用8.7 通用阵列逻辑8.7.1 GAL的性能特点8.7.2 GAL的电路结构8.7.3 OLMC8.7.4 GAL器件的编程与开发8.8 CPLD、FPGA和在系统编程技术8.8.1 数字可编程器件的发展概况8.8.2数字可编程器件的编程语言8.8.3数字可编程器件的应用实例第9章D/A转换器和A/D转换器9.1 概述9.2 D/A转换器9.2.1 D/A转换器的电路结构9.2.2 二进制权电阻网络D/A转换器9.2.3 倒T型电阻网络D/A转换器9.2.4 D/A转换器的主要技术参数9.2.5 集成D/A转换器及应用举例9.3 A/D转换器9.3.1 A/D转换的一般步骤9.3.2 A/D转换器的种类9.3.3 A/D转换器的主要技术参数9.3.4 集成A/D转换器及应用举例第10章脉冲波形的产生与整形电路10.1 概述10.2 多谐振荡器10.2.1 门电路构成的多谐振荡器10.2.2 采用石英晶体的多谐振荡器10.3 单稳态触发器10.3.1 门电路构成的单稳态触发器10.3.2 集成单稳态触发器10.3.3 单稳态触发器的应用10.4 施密特触发器10.4.1 概述10.4.2 施密特触发器的应用10.5 555定时器及其应用10.5.1 电路组成及工作原理10.5.2 555定时器构成施密特触发器10.5.3 555定时器构成单稳态触发器10.5.4 555定时器构成多谐振荡器第11章数字集成电路简介11.1 TTL门电路11.1.1 TTL与非门电路11.1.2 TTL或非门电路11.1.3 TTL与或非门电路11.1.4 集电极开路门电路与三态门电路11.1.5 肖特基TTL与非门电路11.2 CMOS门电路11.2.1 概述11.2.2 CMOS非门电路11.2.3 CMOS与非门电路11.2.4 CMOS或非门电路11.2.5 CMOS门电路的构成规则11.3 数字集成电路的使用。
数字电路:组合逻辑电路
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逻辑代数和普通代数一样,有一套完整的运算规则,包括公理、定理和定律,用它们对逻辑函数式进行处理,可以完成对电路的化简、变换、分析与设计。
一.逻辑代数的基本公式
包括9个定律,其中有的定律与普通代数相似,有的定律与普通代数不同,使用时切勿混淆。
表3.1.1逻辑代数的基本公式
名称
公式1
公式2
表3.2.2三变量全部最小项的真值表
变量
m0
m1
m2
m3
m4
m5
m6
m7
ABC
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0—1律
互补律
重叠律
交换律
结合律
分配律
反演律
吸收律
对合律
表中略为复杂的公式可用其他更简单的公式来证明。
例3.1.1证明吸ຫໍສະໝຸດ 律证:表中的公式还可以用真值表来证明,即检验等式两边函数的真值表是否一致。
例3.1.2用真值表证明反演律 和
证:分别列出两公式等号两边函数的真值表即可得证,见表3.1.2和表3.1.3
本节介绍一种比代数法更简便、直观的化简逻辑函数的方法。它是一种图形法,是由美国工程师卡诺(Karnaugh)发明的,所以称为卡诺图化简法。
组合逻辑电路
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电工学
(四)、逻辑函数的化简
20
在对逻辑函数进行化简时,一般是首先把逻辑函数 化为最简与或式,然后再将其转化为其它形式的最简式, 这是由于从最简与或表达式可以方便地转化为其它形式 的最简式。 在对逻辑函数进行化简时,一般是首先把逻辑函数 化为最简与或式,然后再将其转化为其它形式的最简 式,这是由于从最简与或表达式可以方便地转化为其 它形式的最简式。 在对逻辑函数化简时,主要应用前面讨论的逻辑代 数的基本公式和运算规则。
电工学
15
A B
C
F
信息与控制工程学院 电工电子教学与实验中心电工学课程组
电工学
[例8-2] 已知输出逻辑函数F与输入逻辑变量A、B、C 的波形图如下图所示,试列出该函数的真值表,写出函 数表达式,画出逻辑图。
A B
C
16
F
信息与控制工程学院 电工电子教学与实验中心电工学课程组
电工学
解:①根据波形图求真值表
电工学
1
组合逻辑电路
第八章
本章开始我们将介绍数字电路,数字电路与模拟电路是不 同的,它的特点是,输入与输出信号在时间上和大小上都是不 连续的,电子器件工作在非线性状态,数字电路主要研究输出 与输入信号之间的逻辑关系,因此也将其称为逻辑电路。
第一节 逻辑运算与逻辑门
数字逻辑电路中的输入变量和输出变量之间是逻辑关系,因此 在分析与设计数字逻辑电路时,要用到逻辑运算。本节将讨论逻 辑运算的基本规则和定律以及常用的逻辑门。
(2)由真值表可以确定输入信号 在不同状态下输出函数的状态, 如果输入变量和输出函数的1状态 用高电平表示,0状态用低电平表 示,则可以画出输出与输入之间 的波形图(也叫时序图)。
0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1
电工电子技术及应用 第十章 组合逻辑电路及其应用
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级别最低。 也就是说, 当 = 0 时, 其余输入信号无论是 0 还是 1 都不起作用, 电路只对 进行编码
, 输出
为反码, 其原码为 111。 又如, 当 = 1、 = 0 时, 则电路只对 进行编码
, 输出
原码为 110。 其余类推。
第 10 章 组合逻辑电路及其应用
(2) 选通输入端 的作用。 当 = 1 时, 门 G1输出 0, 所有输出与或非门都被封锁, 输出
10.2 组合逻辑电路的分析
第 10 章 组合逻辑电路及其应用
1. 分析方法 逻辑电路的分析, 就是根据已知的逻辑电路图来分析电路的逻辑功能。 其分析步骤如下:
(1) 写出输出变量对应于输入变量的逻辑函数表达式。 由输入级向后递推, 写出每个门输出对应于输入的逻辑关系, 最后得出输出信号对应于输入信号的逻辑
从输出量来看, 若组合逻辑电路只有一个输出量, 则称为单输出组合逻辑电路; 若组合逻辑电路有多个 输出量, 则称为多输出组合逻辑电路。 任何组合逻辑电路, 不管是简单的还是复杂的, 其电路结构均满足如 下特点: 由各种类型逻辑门电路组成, 电路的输入和输出之间没有反馈, 电路中不含存储单元。
第 10 章 组合逻辑电路及其应用
第 10 章 组合逻辑电路及其应用
10.3.1 编码器
为了区分一系列不同的事物, 将其中的每个事物用一个二值代码表示, 这就是编码的含义。 在二值逻辑
电路中, 信号都是以高、 低电平的形式给出的。 因此, 编码器的逻辑功能就是把输入的每一个高、 低电平
信号编成一个对应的二进制代码。图 10.3.1 所示为 8 线—3 线优先编码器 CT74148 的逻辑图
可由输入
决定; 当 X= 1 时, 则表示本级编码器不再编码, 输出
《数字电子技术》电子教案
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《数字电子技术》电子教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章:数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章:数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章:数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件(如Multisim、Proteus)的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程,包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章:数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章:数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法,如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章:数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章:数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势,如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战,如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用,如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章:数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章:数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器(modem)的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备,如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章:数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器(CPU)介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能,如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章:数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章:数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案,内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。
(完整版)数电1-10章自测题及答案(2)
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第一章绪论一、填空题1、根据集成度的不同,数字集成电路分位以下四类:小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路。
2、二进制数是以2为基数的计数体制,十六体制数是以16为基数的计数体制。
3、二进制数只有0和1两个数码,其计数的基数是2,加法运算的进位规则为逢二进一。
4、十进制数转换为二进制数的方法是:整数部分用除2取余法,小数部分用乘2取整法,十进制数23.75对应的二进制数为10111.11。
5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系数之和,二进制数10110011对应的十进制数为179。
6、用8421BCD码表示十进制时,则每位十进制数可用四位二进制代码表示,其位权值从高位到低位依次为8、4、2、1。
7、十进制数25的二进制数是11001,其对应的8421BCD码是00100101。
8、负数补码和反码的关系式是:补码=反码+1。
9、二进制数+1100101的原码为01100101,反码为01100101,补码为01100101。
-1100101的原码为11100101,反码为10011010,补码为10011011。
10、负数-35的二进制数是-100011,反码是1011100,补码是1011101。
二、判断题1、二进制数有0~9是个数码,进位关系为逢十进一。
()2、格雷码为无权码,8421BCD码为有权码。
(√)3、一个n位的二进制数,最高位的权值是2^n+1。
(√)4、十进制数证书转换为二进制数的方法是采用“除2取余法”。
(√)5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系之和。
(√)6、对于二进制数负数,补码和反码相同。
()7、有时也将模拟电路称为逻辑电路。
()8、对于二进制数正数,原码、反码和补码都相同。
(√)9、十进制数45的8421BCD码是101101。
()10、余3BCD码是用3位二进制数表示一位十进制数。
()三、选择题1、在二进制技术系统中,每个变量的取值为(A)A、0和1B、0~7C、0~10D、0~F2、二进制权值为(B )A、10的幂B、2的幂C、8的幂D、16的幂3、连续变化的量称为(B )A、数字量B、模拟量C、二进制量D、16进制量4、十进制数386的8421BCD码为(B)A、0011 0111 0110B、0011 1000 0110C、1000 1000 0110D、0100 1000 01105、在下列数中,不是余3BCD码的是(C )A、1011B、0111C、0010D、10016、十进制数的权值为(D )A、2的幂B、8的幂C、16的幂D、10的幂7、负二进制数的补码等于(D )A、原码B、反码C、原码加1D、反码加18、算术运算的基础是 ( A )A 、加法运算B 、减法运算C 、乘法运算D 、除法运算9、二进制数-1011的补码是 ( D )A 、00100B 、00101C 、10100D 、1010110、二进制数最高有效位(MSB )的含义是 ( A )A 、最大权值B 、最小权值C 、主要有效位D 、中间权值第二章 逻辑代数基础一、填空题1、逻辑代数中三种最基本的逻辑运算是与运算、或运算、非运算。
数电各章复习题及答案.
![数电各章复习题及答案.](https://img.taocdn.com/s3/m/266891a5bceb19e8b8f6bae7.png)
第1章逻辑代数基础一、选择题(多选题)1.以下代码中为无权码的为。
A. 8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码2.一位十六进制数可以用位二进制数来表示。
A. 1B. 2C. 4D. 163.十进制数25用8421BCD码表示为。
A.10 101B.0010 0101C.100101D.101014.与十进制数(53.5)10等值的数或代码为。
A.(0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)85.与八进制数(47.3)8等值的数为:A. (100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)26.常用的B C D码有。
A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码7.与模拟电路相比,数字电路主要的优点有。
A.容易设计B.通用性强C.保密性好D.抗干扰能力强8. 逻辑变量的取值1和0可以表示:。
A.开关的闭合、断开B.电位的高、低C.真与假D.电流的有、无9.求一个逻辑函数F的对偶式,可将F中的。
A .“·”换成“+”,“+”换成“·”B.原变量换成反变量,反变量换成原变量C.变量不变D.常数中“0”换成“1”,“1”换成“0”E.常数不变10. A+BC= 。
A .A+B B.A+C C.(A+B)(A+C) D.B+C11.在何种输入情况下,“与非”运算的结果是逻辑0。
A.全部输入是0 B.任一输入是0 C.仅一输入是0 D.全部输入是112.在何种输入情况下,“或非”运算的结果是逻辑0。
A.全部输入是0 B.全部输入是1 C.任一输入为0,其他输入为1 D.任一输入为113.以下表达式中符合逻辑运算法则的是。
A.C·C=C2B.1+1=10C.0<1D.A+1=114. 当逻辑函数有n个变量时,共有个变量取值组合?A. nB. 2nC. n2D. 2n15. 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是。
电工学组合逻辑电路
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组
合
信号输入端 A
≥1
逻
信号控制端 B
F
辑
电
路 当 B = 0 时,F = A 门打开
当 B = 1 时,F = 1 门关闭
大连理工大学电气工程系
4
第 12
章 或门还可以起控制门的作用
组
合
信号输入端 A
≥1
逻
信号控制端 B
F
辑
电
路 当 B = 0 时,F = A 门打开
当 B = 1 时,F = 1 门关闭
大连理工大学电气工程系
第 12
章 二、 与门电路
组 合
+U
真值表
逻 辑
AB F
F
00 0
电
路
A
01 0
B
10 0
11 1
A
&
F
B
6
F=A·B A ·0 = 0 A ·1 = A A ·A = A A ·A = 0
与运算 (逻辑乘)
与逻辑和与门
大连理工大学电气工程系
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第 12
章 与门也可以起控制门的作用
C3
CI CO
Σ CI CO
C2
Σ CI CO
C1
Σ
C0
CI CO
F4
F3
F2
F1
4 位全加器逻辑图
大连理工大学电气工程系
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第
12
章
12.5 编码器
组 可实现编码功能的组合逻辑电路。
合
逻
辑
控制信息
编码器
二进制代码
电
路
二进制编码器
编码器的分类
普通编码器 二-十进制编码器
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第10章组合逻辑电路一、基本要求1.掌握组合电路的特点及其分析方法和设计方法;2.理解几种常用的组合逻辑电路及其中规模器件的功能并掌握使用方法;3.了解组合逻辑电路中的竟争——冒险现象。
二、阅读指导1、组合逻辑电路的特点组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是电路任意时刻的输出状态,只取决于该时刻的输入状态,而与该时刻之前的电路输入状态和输出状态无关。
组合逻辑电路在结构上的特点是不含有具有存储功能的电路。
可以由逻辑门或者由集成组合逻辑单元电路组成,从输出到各级门的输入无任何反馈线。
组合逻辑电路的输出信号是输入信号的逻辑函数。
这样,逻辑函数的四种表示方法,都可以用来表示组合逻辑电路的功能。
2、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路,通过分析找出电路的逻辑功能,或是检验所设计的电路是否能实现预定的逻辑功能,并对功能进行描述。
其一般步骤为:(1)根据逻辑图写出输出逻辑函数表达式由输入端逐级向后推(或从输出向前推到输入),写出每个门的输出逻辑函数表达式,最后写出组合电路的输出与输入之间的逻辑表达式。
有时需要对函数式进行适当的变换,以使逻辑关系简单明了。
(2)列出真值表列出输入逻辑变量全部取值组合,求出对应的输出取值,列出真值表。
(3)说明电路的逻辑功能根据逻辑表达式或真值表确定电路的逻辑功能,并对功能进行描述。
3、组合逻辑电路的设计根据给定的逻辑功能要求,设计出能实现这一功能要求的最简组合逻辑电路,就是设计组合逻辑电路的任务。
在设计组合逻辑电路时,电路的最简是我们追求的目标之一。
电路的“最简”含意是指所用器件数最少、器件的品种最少、器件间的连线也最少。
组合逻辑电路设计的一般步骤如下:(1)进行逻辑规定根据设计要求设计逻辑电路时,首先应分析事件的因果关系,确定输入与输出逻辑变量,并规定变量何时取1何时取0,即所谓逻辑状态赋值。
(2)列真值表并写出逻辑函数式根据输入、输出之间的因果关系,列出真值表。
至此,便将一个具有因果关系的事件表示为逻辑函数,并且是以真值表的形式给出。
真值表中输出为1时所对应的各最小项之和就是输出逻辑函数式。
(3) 对输出逻辑函数式化简可用代数法或卡诺图法对逻辑函数式化简。
输出逻辑函数式一般为与或表达式,如要求用指定的门电路实现,则须将逻辑表达式变换为相应的形式。
(4)画逻辑图将逻辑式用门电路的符号代替,画出逻辑图。
4、常用组合逻辑电路(1)加法器a. 半加器:它是实现一位二进制数相加的组合逻辑电路。
逻辑符号如图10.1(a)所示,逻辑表达式为S=A B+A B=A⊕B (本位和)C=AB=AB(进位数)图10.1b. 全加器:考虑低位来的进位数的二进制加法组合逻辑电路。
逻辑符号如图10.2(b)所示。
逻辑关系如下:S i=(A i B i+A i B i)C i-1+(A i B i+A i B i)C i-1=S C i-1+S C i-1=S⊕C i-1C i=(A i B i+A i B i)C i-1+A i B i=S C i-1+C式中S=A i B i+A i B i为半加和;S=A i B i+A i B I;C=A i B i为半加结果进位数。
(2)、编码器用数字或文字对一组事件进行编号排队的过程称为编码。
如邮政编码、宿舍房间编码、计算机键盘上键的编码等等。
a. 二进制编码器:实现以二进制数进行编码的电子电路称二进制编码器。
n位二进制数可对2n个事件进行编码,如8位计算机中地址寄存器是8位,可对28=256个指令进行编码。
编码器是由若干个与非门组合而成的,输入端是各事件代号,如n个事件用Y0~Y n-1表示,输出端是相应的二进制各位值N0~N k-1,2k-1=Y n-1。
b. 二—十进制编码器:用4位二进制对十进制的10个数字0~9进行编码的电路称二-十进制编码器,常用的是8421加权码,简称BCD码。
输入是10个有效数字0~9,输出是10个4位二进制代码0000~1001。
c. 优先编码器:在使用二进制编码器和二-十进制编码器中,当两个以上信号同时输入编码器时将产生错误码输出,而优先编码器则对输入信号依照规定的先后顺序进行编码。
这种先后顺序称为优先权。
当多个信号同时输入时,优先权高者先行编码输出。
优先编码器电路结构复杂,通常做成中规模集成电路,如74l47为10线-4线优先编码器,74148为8线-3线编码器等等。
d. 译码器译码是编码的反过程。
译码器输入的是二进制或二-十进制代码,输出则是对应事件的单元码。
它包括变量译码器如3线-8线译码器74138、码制变换译码器如4线-10线译码器7442和显示译码器如共阳极的7446/7447与共阴极的7448译码电路等。
它们的应用非常广泛,要学会用变量译码器如74138实现组合逻辑函数等,以及会用显示译码器进行显示。
e. 数据选择器在多个输入数据中选择其中一个作为输出的部件称为数据选择器或多路选择器。
其结构只要在译码器基础上稍加改装即可。
常用的集成多路选择器有74151等,要学会用它们实现组合逻辑函数。
f. 显示器用以显示数字和字符的电子器件,又称数码管。
常用的有半导体数码管、液晶数码管和荧光数码管等。
半导体数码管简称LED ,即发光二极管。
有共阴极和共阳极两类,见教材图10-9所示。
半导体数码管配4线—7线译码器,将842l BCD 码译成a ~g 7个发光二极管的输入信号。
对共阴极数码管,译码器输出应为高电平有效;对共阳极数码管,译码器输出应为低电平有效。
三、例题解析例10.1 用8选1数据选择器74LS151实现的电路如图10.2所示,写出输出Z 的逻辑表达式,列出真值表并说明电路功能。
图10.2解:根据8选1数据选择器74LS151功能可知,其输出表达式为70126012501240123012201210120012D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A Y +++++++= (1)按照图10.3电路的连接方式,将A 、B 、C 代入式(1)式A 2、A 1、A 0,将D 代替D 6、D 5、D 3、D 0,D 代替D 7、D 4、D 2、D 1,得到DABC D C AB CD B A D C B A BCD A D C B A D C B A D C B A Y +++++++=(2)根据式(2)得到电路的真值表如表1所示,由表可见,该电路是4位奇校验器,即当4位输入A 、B 、C 、D 中“1”的个数为奇数时,输出F =1,为偶数时F =0例10.2判断函数C A BC C A F ++=是否存在险象。
解:由逻辑函数式F 可以看出,变量A 和C 具有竞争能力,判别如下:00=BC A F = 01=BC A F = 10=BC A F =11=BC 1=F 00=AB C F = 01=AB C F = 10=AB C F = 11=AB C C F +=由此可见,当AB=11时,C C F +=,将要产生偏“1”冒险,虽然A 也是具有竞争力的变量,但却不会产生险象。
例10.3 试用一个74LS138型3线—8线译码器与适当的与非门组成实现逻辑函数F=A B+B C+C A 的电路。
解:画出该函数F 的卡诺图,如图10.3所示。
由此可写出函数的最小项表达式为F=A B C+A B C +A BC+A B C +A B C+AB C =C AB C B A C B A BC A C B A C B A ⋅⋅⋅⋅⋅图10.3 74LSl38的管脚图如教材中图10-5所示。
3个输入端分别为A ,B ,C ,8个输出端分别为Y 0,…,Y 7,使能控制端G 1高电平有效,使能控制端B A G G 22,低电平有效。
今将输入A 、B 、C 分别与74LSl38的C 、B 、A 相联,则有 F =654321Y Y Y Y Y Y ⋅⋅⋅⋅⋅用一个74LSl38和一个6输入端与非门即可实现上述函数的逻辑功能,其电路如图10.4 (a)所示。
又根据卡诺图可写出反函数为F =A B C +ABC=70Y Y ⋅F =70Y Y ⋅电路如图10.4(b)所示。
图10.4四、习题选解10-1 解:題10-1a 图如題10-1a 图所示,与非门的输出-=A C ,-=B D ,BC E =,AD F =,所以,A B B A B A A B AD BC EF Y +====,即实现异或功能。
10-2 解:如題10-2a 图所示,异或门的输出A B B A D C +==,所以,1=+=+=+=C C CD D C C D D C Y 。
題10-2a 图10-3 解:因为是四选一电路,输出Y 根据A 和B 的四种不同组合分别对应D 0、D 1、D 2、D 3的输入信号,即32101ABD D B A BD A D B A Y +++=,所以当BA =00时,Y 1为1,当BA =10=1=1=1 AB ABYCD C B A G 2A G 2B G 1C B A G 2A G 2B G 1& { { & { { B Y C D E F. . ..时,Y 1=C 。
10-4 解:对于3线-8线译码器74138,当它的控制端B A G G G 221,,分别置为有效状态1,0,0时,则它的输出端i y 随输入端A 、B 和C 的变化关系为i B A i i m G G G m y ==)(221,所以,经过与非门的输出Y 1和Y 2分别为∑=+++=+++=⋅⋅⋅=)6,2,1,0(),,(6210621062101m m m m m y y y y y y y y C B A Y∑=+++=+++=⋅⋅⋅=)6,5,4,2(),,(6542654265422m m m m m y y y y y y y y C B A Y 。
.10-5解:集成多路选择器74151,当它的使能信号G 为有效状态0时,则它的输出端Y随选择信号A 、B 和C 与输入信号的关系为)()()(770∑∑====i ii i i i D m G D m Y ,因为输入信号中D 1,D 4和D 5为1,所以,∑=++=)5,4,1(),,(541m m m m C B A Y 。
10-6 解:用Y 表示输出,则Y =0代表未通过,则Y =1代表通过,根据题意可列出表习题10-6所示真值表。
由真值表得出Y =1的逻辑表达式:ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++=----化简后得到:ABC ABD ACD BCD ABC ABD ACD BCD ABC ABD ACD BCD Y ⋅⋅⋅=+++=+++=由逻辑表达式可画出題10-6a 图所示的逻辑电路图。