数字电子技术第四章(阎石第六版)
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• 将输入BCD码的10个代码译成10个高、低电平的 输出信号 BCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生
• 例：74HC42
Yi m (i 0 ~ 9)
' ' i
《数字电子技术基础》第六版
二-十进制译码器的真值表
《数字电子技术基础》第六版
三、显示译码器
• 1. 七段字符显示器：由7段可发光的线段（发光二 极管）拼合而成。 • （LED/LCD）
1
1
0
1 0
1
0 0
工作，但无 输入
工作，且有 输入 不可能出现
《数字电子技术基础》第六版
三、二-十进制优先编码器
' ' I ~ I • 将 9 1 用反码形式编成0110 ~ 1110 ' ' I I • 9 的优先权最高， 0 最低
• 输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码
《数字电子技术基础》第六版
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
《数字电子技术基础》第六版
二、二—十进制译码器
输入变量 输 出 R A G Z
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简 Z R' A' G' RA RG AG
5. 画出逻辑图
与或非形式
RBI '
'
• 整数部分：最高位是0，而且灭掉以后，输出 RBO ' 作为次高位的 输入信号 RBI ' • 小数部分：最低位是0，而且灭掉以后，输出 RBO ' 作为次低位的 ' 输入信号 RBI
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
4.4.3 数据选择器 一、二选一数据选择器
X 1 X X X 0 1 1 1 1
X 1 X X 0 1 1 1 1 1
X 1 X 0 1 1 1 1 1 1
X 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
附加输出信号的状态及含义
YS'
' YEX
状态 不工作
4.2 组合逻辑电路的分析方法
一般从逻辑函数式不能立刻看出电路的逻辑功能和用途， 需转化为真值表的形式。
《数字电子技术基础》第六版
4.3组合逻辑电路的设计方法
一、逻辑抽象 • 分析因果关系，确定输入/输出变量 • 定义逻辑状态的含意（赋值） • 列出真值表 二、写出函数式 三、选定器件类型 四、根据所选器件：对逻辑式化简（用门） 变换（用MSI） 或进行相应的描述（PLD） 五、画出逻辑电路图，或下载到PLD 六、设计验证 七、工艺设计
0
0 0 1 0
0
0 0 0 1
0
1 1 1 1
1
0 0 1 1
1
0 1 0 1
《数字电子技术基础》第六版
Y2 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I 2 I 3 I 6 I 7 Y0 I1 I 3 I 5 I 7
《数字电子技术基础》第六版
二、优先编码器
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
真值表
《数字电子技术基础》第六版
集成译码器实例：74HC138
S S3 S2 S1
附加 控制端 低电平 输出
Yi ( S mi )
'
'
《数字电子技术基础》第六版
3线-8线译码器74HC138的逻辑框图及实物图
逻辑框图
实物图
《数字电子技术基础》第六版
74HC138的功能表：
输 入 输 出
S1
0 X 1 1 1 1 1 1 1 1
' I0
' I1
' I2
Y1'
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Y0' YS
1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
'
' YEX
X 1 X X X X X X X 0
X 1 X X X X X X 0 1
X 1 X X X X X 0 1 1
X 1 X X X X 0 1 1 1
1
1 1 0 1 1 1 1 1
13
14 15
1
1 1
1
1 1
0
1 1
1
0 1
1
0 0
0
0 0
0
0 0
1
1 0
0
1 0
1
1 0
1
1 0
真值表
卡诺图
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
BCD－七段显示译码器7448的逻辑图
' ' ' ' Ya ( A3 A2 A1' A0 A3 A1 A2 A0 ) ' Yb ( A3 A1 A2 A1 A0 A2 A1' A0 )' ' ' ' Yc ( A3 A2 A2 A1 A0 ) ' ' Yd ( A2 A1 A0 A2 A1' A0 A2 A1' A0 )'
' ' ' Y0 A2 A1 A0 m0 ' ' Y1 A2 A1 A0 m1
逻辑表达式 用电路进行实现
0(0V) 1(3V)
Y2 A A1 A
' 2 ' 0
...
Y7 A2 A1 A0 m7
最 m2 小 项 译 码 器
1(3V)
0V 0.7V 3.7V
用二极管与门阵 列组成的3线－8 线译码器
S A B CO AB
《数字电子技术基础》第六版
2. 全加器：将两个1位二进制数及来自低位的进位相加
输 A B 0 0 0 0 入 CI 0 1 输 S 0 1 出 CO 0 0
S ( A' B 'CI ' A' B CI AB 'CI ABCI ' )' CO ( A' B ' B 'CI ' A'CI ' )'
' D2 ( A1 A0 ) D3 ( A1 A0 )]
1
S1' A1
X 0 0 1 1
A0 X 0 1 0 1
Y1 0 D10 D11 D12 D13
0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
4.4.4 加法器
一、1位加法器 1. 半加器，不考虑来自低位的进位，将两个1位的 二进制数相加
输 A 0 0 1 1 入 B 0 1 0 1 输 S 0 1 1 0 0 0 0 1 出 CO
《数字电子技术基础》第六版
第四章 组合逻辑电路
《数字电子技术基础》第六版
4.1概述
一、组合逻辑电路的特点 1. 从功能上 2. 从电路结构上
任意时刻的输出仅 取决于该时刻的输入
不含记忆（存储） 元件
《数字电子技术基础》第六版
二、逻辑功能的描述
a1 a2
y1
组合逻辑 电路
y2
an
ym
组合逻辑电路的框图
0
0 0 0 1 1 1 1 1
1
1 1 1 0 0 0 0 1
0
0 1 1 0 0 1 1 0
0
1 0 1 0 1 0 1 0
0
1 0 1 1 1 0 0 0
1
0 0 1 1 1 0 0 1
1
1 1 1 1 1 0 1 0
0
1 1 0 1 0 1 1 0
0
0 1 0 1 0 1 0 0
1
1 1 0 1 1 0 0 1
' RBI • 灭零输入 ：置0时可将整数位或小数位多余 的零熄灭。
• 灭灯输入/灭零输出 BI ' RBO' ：双功能输入输出端。 • BI ' 0 ，无论输入状态是什么，数码管熄灭。 ' RBO 0 ，表示译码器将本来应该显示的零熄灭了 •
《数字电子技术基础》第六版
例：利用 和 RBO 的配合，实现多位显示系 统的灭零控制
4.4.2 译码器
• 译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低 电平信号。 • 常用的有：二进制译码器，二-十进制译码器，显示译码 器等 输 入 输 出 一、二进制译码器 例：3线—8线译码器
A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
与或形式
与非-与非形式
《数字电子技术基础》第六版
4.4 若干常用组合逻辑电路 4.4.1 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一 个对应的二进制代码 • 普通编码器 • 优先编码器
《数字电子技术基础》第六版
一、普通编码器
• 特点：任何时刻 只允许输入一个 编码信号。 • 例：3位二进制 普通编码器
输 I0 1 0 0 I1 0 1 0 I2 0 0 1 I3 0 0 0 入 I4 I5 0 0 0 0 0 0 I6 0 0 0 I7 0 0 0 输 出 Y2 Y1 0 0 0 0 0 1 Y0 0 1 0
0
0 0 0 0
0
0 0 0 0
0
0 0 0 0
1
0 0 0 0
0
1 0 0 0
0
0 1 0 0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Y2 I 7 I 6 I5 I 4
《数字电子技术基础》第六版
选通输出端 扩展端
低电 平
实例： 74HC148
选通输入端
《数字电子技术基础》第六版
输 入
' I3 ' I4 ' I5 ' I6 ' I7
反码输出
' Y2
输 出
S'
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
• 设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
R A G
如果信号灯 出现故障， Z为 1
Z
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
1. 抽象 • 输入变量: 红（R）、黄（A）、绿（G） • 输出变量： 故障信号（Z） 2. 写出逻辑表达式
Z R' A'G ' R' AG RA'G RAG ' RAG
《数字电子技术基础》第六版
• 2. BCD七段字符显示译码器
输 数字
0
1 2 3
（代码转换器）7448
输 出
Yd
1
0 1 1
入
A3
0
0 0 0
A2 A1
0
0 0 0
A0
0
1 0 1
Ya
1
0 1 1
Yb
1
1 1 1
Yc
1
1 0 1
Ye
1
0 1 0
Yf
1
0 0 0
Yg
0
0 1 1
字形
0
0 1 1
4
5 6 7 8 9 10 11 12
Ye ( A2 A1' A0 )'
' ' ' Y f ( A3 A2 A0 A2 A1 A1 A0 )' ' ' Yg ( A3 A2 A1' A2 A1 A0 )'
《数字电子技术基础》第六版
附加控制端的功能和用法
' LT • 灯测试输入
• LT ' 0 时，七段数码管同时亮，检查各段能否正 常发光，平时应置 LT ' 1
y1 f1(a1a 2 a n ) y2 f 2(a1a 2 a n ) ym f m (a1a 2 a n）
Y F ( A)
《数字电子技术基础》第六版
4.2 组合逻辑电路的分析方法
所谓分析给定的组合逻辑电路，就是要通过分析找出电路 的逻辑功能。
《数字电子技术基础》第六版
SEL A B Y
0
0
0
0
0
0 0
0
1 1
1
0 1
1
0 1
Y SEL A SEL B
1
1 1
0
0 1
0
1 0
0
0 1Biblioteka Baidu
1
1
1
1
《数字电子技术基础》第六版
二、“双四选一”，74HC153 • 分析其中的一个“四选一”
' Y1 S1[ D0 ( A1' A0 ) D1 ( A1' A0 )
' ' A2 A1 A0 Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' S2 S3 7 6 5 4 3 2 1 0
X 1 0 0 0 0 0 0 0 0
X X 0 0 0 0 1 1 1 1
X X 0 0 1 1 0 0 1 1
X X 0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
• 特点：允许同时 输入两个以上的 编码信号，但只 对其中优先权最 高的一个进行编 码。 • 例：8线-3线优先 编码器 • （设I7优先权最 高…I0优先权最 低）
输 I0 X X X X X X X I1 X X X X X X 1 I2 X X X X X 1 0 I3 I4 X X X X 1 0 0 X X X 1 0 0 0 入 I5 X X 1 0 0 0 0 I6 X 1 0 0 0 0 0 I7 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 输 出 Y2 Y1 1 1 0 0 1 1 0 Y0 1 0 1 0 1 0 1
• 例：74HC42
Yi m (i 0 ~ 9)
' ' i
《数字电子技术基础》第六版
二-十进制译码器的真值表
《数字电子技术基础》第六版
三、显示译码器
• 1. 七段字符显示器：由7段可发光的线段（发光二 极管）拼合而成。 • （LED/LCD）
1
1
0
1 0
1
0 0
工作，但无 输入
工作，且有 输入 不可能出现
《数字电子技术基础》第六版
三、二-十进制优先编码器
' ' I ~ I • 将 9 1 用反码形式编成0110 ~ 1110 ' ' I I • 9 的优先权最高， 0 最低
• 输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码
《数字电子技术基础》第六版
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
《数字电子技术基础》第六版
二、二—十进制译码器
输入变量 输 出 R A G Z
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简 Z R' A' G' RA RG AG
5. 画出逻辑图
与或非形式
RBI '
'
• 整数部分：最高位是0，而且灭掉以后，输出 RBO ' 作为次高位的 输入信号 RBI ' • 小数部分：最低位是0，而且灭掉以后，输出 RBO ' 作为次低位的 ' 输入信号 RBI
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
4.4.3 数据选择器 一、二选一数据选择器
X 1 X X X 0 1 1 1 1
X 1 X X 0 1 1 1 1 1
X 1 X 0 1 1 1 1 1 1
X 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
附加输出信号的状态及含义
YS'
' YEX
状态 不工作
4.2 组合逻辑电路的分析方法
一般从逻辑函数式不能立刻看出电路的逻辑功能和用途， 需转化为真值表的形式。
《数字电子技术基础》第六版
4.3组合逻辑电路的设计方法
一、逻辑抽象 • 分析因果关系，确定输入/输出变量 • 定义逻辑状态的含意（赋值） • 列出真值表 二、写出函数式 三、选定器件类型 四、根据所选器件：对逻辑式化简（用门） 变换（用MSI） 或进行相应的描述（PLD） 五、画出逻辑电路图，或下载到PLD 六、设计验证 七、工艺设计
0
0 0 1 0
0
0 0 0 1
0
1 1 1 1
1
0 0 1 1
1
0 1 0 1
《数字电子技术基础》第六版
Y2 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I 2 I 3 I 6 I 7 Y0 I1 I 3 I 5 I 7
《数字电子技术基础》第六版
二、优先编码器
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
真值表
《数字电子技术基础》第六版
集成译码器实例：74HC138
S S3 S2 S1
附加 控制端 低电平 输出
Yi ( S mi )
'
'
《数字电子技术基础》第六版
3线-8线译码器74HC138的逻辑框图及实物图
逻辑框图
实物图
《数字电子技术基础》第六版
74HC138的功能表：
输 入 输 出
S1
0 X 1 1 1 1 1 1 1 1
' I0
' I1
' I2
Y1'
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Y0' YS
1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
'
' YEX
X 1 X X X X X X X 0
X 1 X X X X X X 0 1
X 1 X X X X X 0 1 1
X 1 X X X X 0 1 1 1
1
1 1 0 1 1 1 1 1
13
14 15
1
1 1
1
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真值表
卡诺图
《数字电子技术基础》第六版
《数字电子技术基础》第六版
BCD－七段显示译码器7448的逻辑图
' ' ' ' Ya ( A3 A2 A1' A0 A3 A1 A2 A0 ) ' Yb ( A3 A1 A2 A1 A0 A2 A1' A0 )' ' ' ' Yc ( A3 A2 A2 A1 A0 ) ' ' Yd ( A2 A1 A0 A2 A1' A0 A2 A1' A0 )'
' ' ' Y0 A2 A1 A0 m0 ' ' Y1 A2 A1 A0 m1
逻辑表达式 用电路进行实现
0(0V) 1(3V)
Y2 A A1 A
' 2 ' 0
...
Y7 A2 A1 A0 m7
最 m2 小 项 译 码 器
1(3V)
0V 0.7V 3.7V
用二极管与门阵 列组成的3线－8 线译码器
S A B CO AB
《数字电子技术基础》第六版
2. 全加器：将两个1位二进制数及来自低位的进位相加
输 A B 0 0 0 0 入 CI 0 1 输 S 0 1 出 CO 0 0
S ( A' B 'CI ' A' B CI AB 'CI ABCI ' )' CO ( A' B ' B 'CI ' A'CI ' )'
' D2 ( A1 A0 ) D3 ( A1 A0 )]
1
S1' A1
X 0 0 1 1
A0 X 0 1 0 1
Y1 0 D10 D11 D12 D13
0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
4.4.4 加法器
一、1位加法器 1. 半加器，不考虑来自低位的进位，将两个1位的 二进制数相加
输 A 0 0 1 1 入 B 0 1 0 1 输 S 0 1 1 0 0 0 0 1 出 CO
《数字电子技术基础》第六版
第四章 组合逻辑电路
《数字电子技术基础》第六版
4.1概述
一、组合逻辑电路的特点 1. 从功能上 2. 从电路结构上
任意时刻的输出仅 取决于该时刻的输入
不含记忆（存储） 元件
《数字电子技术基础》第六版
二、逻辑功能的描述
a1 a2
y1
组合逻辑 电路
y2
an
ym
组合逻辑电路的框图
0
0 0 0 1 1 1 1 1
1
1 1 1 0 0 0 0 1
0
0 1 1 0 0 1 1 0
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1 0 1 0 1 0 1 0
0
1 0 1 1 1 0 0 0
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0 0 1 1 1 0 0 1
1
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0
1 1 0 1 0 1 1 0
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1 1 0 1 1 0 0 1
' RBI • 灭零输入 ：置0时可将整数位或小数位多余 的零熄灭。
• 灭灯输入/灭零输出 BI ' RBO' ：双功能输入输出端。 • BI ' 0 ，无论输入状态是什么，数码管熄灭。 ' RBO 0 ，表示译码器将本来应该显示的零熄灭了 •
《数字电子技术基础》第六版
例：利用 和 RBO 的配合，实现多位显示系 统的灭零控制
4.4.2 译码器
• 译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低 电平信号。 • 常用的有：二进制译码器，二-十进制译码器，显示译码 器等 输 入 输 出 一、二进制译码器 例：3线—8线译码器
A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
与或形式
与非-与非形式
《数字电子技术基础》第六版
4.4 若干常用组合逻辑电路 4.4.1 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一 个对应的二进制代码 • 普通编码器 • 优先编码器
《数字电子技术基础》第六版
一、普通编码器
• 特点：任何时刻 只允许输入一个 编码信号。 • 例：3位二进制 普通编码器
输 I0 1 0 0 I1 0 1 0 I2 0 0 1 I3 0 0 0 入 I4 I5 0 0 0 0 0 0 I6 0 0 0 I7 0 0 0 输 出 Y2 Y1 0 0 0 0 0 1 Y0 0 1 0
0
0 0 0 0
0
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0 0 0 0
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1 0 0 0
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0
0
0
Y2 I 7 I 6 I5 I 4
《数字电子技术基础》第六版
选通输出端 扩展端
低电 平
实例： 74HC148
选通输入端
《数字电子技术基础》第六版
输 入
' I3 ' I4 ' I5 ' I6 ' I7
反码输出
' Y2
输 出
S'
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
• 设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路
R A G
如果信号灯 出现故障， Z为 1
Z
《数字电子技术基础》第六版
设计举例：
1. 抽象 • 输入变量: 红（R）、黄（A）、绿（G） • 输出变量： 故障信号（Z） 2. 写出逻辑表达式
Z R' A'G ' R' AG RA'G RAG ' RAG
《数字电子技术基础》第六版
• 2. BCD七段字符显示译码器
输 数字
0
1 2 3
（代码转换器）7448
输 出
Yd
1
0 1 1
入
A3
0
0 0 0
A2 A1
0
0 0 0
A0
0
1 0 1
Ya
1
0 1 1
Yb
1
1 1 1
Yc
1
1 0 1
Ye
1
0 1 0
Yf
1
0 0 0
Yg
0
0 1 1
字形
0
0 1 1
4
5 6 7 8 9 10 11 12
Ye ( A2 A1' A0 )'
' ' ' Y f ( A3 A2 A0 A2 A1 A1 A0 )' ' ' Yg ( A3 A2 A1' A2 A1 A0 )'
《数字电子技术基础》第六版
附加控制端的功能和用法
' LT • 灯测试输入
• LT ' 0 时，七段数码管同时亮，检查各段能否正 常发光，平时应置 LT ' 1
y1 f1(a1a 2 a n ) y2 f 2(a1a 2 a n ) ym f m (a1a 2 a n）
Y F ( A)
《数字电子技术基础》第六版
4.2 组合逻辑电路的分析方法
所谓分析给定的组合逻辑电路，就是要通过分析找出电路 的逻辑功能。
《数字电子技术基础》第六版
SEL A B Y
0
0
0
0
0
0 0
0
1 1
1
0 1
1
0 1
Y SEL A SEL B
1
1 1
0
0 1
0
1 0
0
0 1Biblioteka Baidu
1
1
1
1
《数字电子技术基础》第六版
二、“双四选一”，74HC153 • 分析其中的一个“四选一”
' Y1 S1[ D0 ( A1' A0 ) D1 ( A1' A0 )
' ' A2 A1 A0 Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' Y ' S2 S3 7 6 5 4 3 2 1 0
X 1 0 0 0 0 0 0 0 0
X X 0 0 0 0 1 1 1 1
X X 0 0 1 1 0 0 1 1
X X 0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
• 特点：允许同时 输入两个以上的 编码信号，但只 对其中优先权最 高的一个进行编 码。 • 例：8线-3线优先 编码器 • （设I7优先权最 高…I0优先权最 低）
输 I0 X X X X X X X I1 X X X X X X 1 I2 X X X X X 1 0 I3 I4 X X X X 1 0 0 X X X 1 0 0 0 入 I5 X X 1 0 0 0 0 I6 X 1 0 0 0 0 0 I7 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 输 出 Y2 Y1 1 1 0 0 1 1 0 Y0 1 0 1 0 1 0 1