第四章 组合逻辑电路

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数字电子技术第四章(阎石第六版)

数字电子技术第四章(阎石第六版)
' 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
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
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
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》第五版:第四章 组合逻辑电路

《数字电子技术基础》第五版:第四章 组合逻辑电路

74HC42
二-十进制译码器74LS42的真值表
序号 输入
输出
A3 A2 A2 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
0 0 000 0 111111111
1 0 001 1 011111111
2 0 010 1 101111111
3 0 011 1 110111111
4 0 100 1 111011111
A6 A4 A2
A0
A15 A13 A11 A9
A7 A5 A3
A1
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I00
S
74LS 148(1)
YS
YEE Y2 Y1
Y0
XX
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
S
74LS 148(2)
YS
YE Y2 Y1
Y0
X
&
G3
&
G2
&
G3
Z3
Z2
Z1
&
G3
0时1部分电路工作在d0a1a0d7d6d5d4d3d2d1d074ls153d22d20d12d10d23d21s2d13d11s1y2y1a1a0在d4a0a1a2集成电路数据选择器集成电路数据选择器74ls15174ls151路数据输入端个地址输入端输入端2个互补输出端74ls151的逻辑图a2a1a02274ls15174ls151的功能表的功能表a2a1a0a将函数变换成最小项表达式b将使能端s接低电平c地址a2a1a0作为函数的输入变量d数据输入d作为控制信号?实现逻辑函数的一般步骤cpcp000001010011100101110111八选一数据选择器三位二进制计数器33数据选择器数据选择器74ls15174ls151的应用的应用加法器是cpu中算术运算部件的基本单元

第四章组合逻辑电路的分析与设计

第四章组合逻辑电路的分析与设计

=1
S
C = AB 画出逻辑电路图。 画出逻辑电路图。
S = AB + AB = A ⊕ B
&
C
2.全加器——能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。 全加器 能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。
由真值表直接写出逻辑表达式,再经代数法化简和转换得: 由真值表直接写出逻辑表达式,再经代数法化简和转换得:
每一个输出变量是全部或部分 输入变量的函数: 输入变量的函数: L1=f1(A1、A2、…、Ai) 、 L2=f2(A1、A2、…、Ai) 、 …… Lj=fj(A1、A2、…、Ai) 、
4.1 组合逻辑电路的分析方法
分析过程一般包含4个步骤: 分析过程一般包含4个步骤:
例4.1.1:组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。 组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。
第四章 组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的概念: 组合逻辑电路的概念: 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻 各输入状态的组合,而与电路的原状态无关。 各输入状态的组合,而与电路的原状态无关。
组合电路就是由门电路组合而成, 组合电路就是由门电路组合而成 , 电路中没有记 忆单元,没有反馈通路。 忆单元,没有反馈通路。
= Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
S i = Ai ⊕ Bi ⊕ C i 1
C i = Ai Bi + ( Ai ⊕ Bi )C i- 1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图: 根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图:
& Ai Bi Ci-1 =1 Si ≥1 =1 Ci
Ai Bi Ci-1 CI ∑ CO Si Ci
4.3.3 译码器

第4章组合逻辑函数.ppt

第4章组合逻辑函数.ppt

Y4 ( A2 A1A0 ) m4
Y1 ( A2 A1A0 ) m1
Y5 ( A2 A1A0 ) m5
Y2 ( A2 A1A0 ) m2
Y6 ( A2 A1A0 ) m6
Y3 ( A2 A1A0 ) m3
Z13’输出低电平
43
4. 二进制译码器的主要特点 功能特点: 输出端提供全部最小项 电路特点: 与门(原变量输出)
与非门(反变量输出)
44
二、二-十进制译码器 输入端:4 输出端:10
二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制
编码(BCD码),分别用A3、A2、A1、A0表示;输
出的是与10个十进制数字相对应的10个信号,用
① 确定输入变量不同取值时功能是否满足要求; ② 变换电路的结构形式(如:与或 与非-与非); ③ 得到输出函数的标准与或表达式,以便用 MSI、
LSI 实现; ④ 得到其功能的逻辑描述,以便用于包括该电路的系
统分析。
8
逻辑图
出从 逐输 1 级入 写到 出输
逻辑表
达式
化 简
2
最简与或
表达式
Y1 ( AB) Y2 (BC)
Y
Y3 (CA)
1
Y (Y1Y2Y3) (( AB)(BC)(CA))
2
Y AB BC CA9来自最简与或 表达式3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC CA
3
当输入A、B、
0
C中有2个或3
0
个为1时,输 出Y为1,否则
0 1
4
输出Y为0。所 以这个电路实
Y0 ((DB)(DC)) DB DC

第4章 组合逻辑电路

第4章 组合逻辑电路

25
4.3 编码器
主要内容:
编码器的概念 由门电路构成的三位二进制编码器 由门电路构成的二-十进制编码器 优先编码器的概念 典型的编码器集成电路74LS148及74LS147
26
4.3.1 编码器的概念
在数字电路中,通常将具有特定含义的信息( 数字或符号)编成相应的若干位二进制代码的过程 ,称为编码。实现编码功能的电路称为编码器。 编码器功能框图如下图所示。
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1
30
根据上述各表达式可直接画出3位二进制编码 器的逻辑电路图如图所示。
31
2.优先编码器
优先编码器事先对输入端进行优先级别排序,在任何时 刻仅对优先级别高的输入端信号响应,优先级别低的输入端 信号则不响应。如图所示是8-3线优先编码器74LS148的逻辑 符号和引脚图。功能表见表4-10(P86)。
13
4.2.2组合逻辑电路的设计举例
1.用与非门设计组合逻辑电路 例4-4 用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。 解:(1)进行逻辑抽象,建立真值表: 用A、B、C表示参加表决的输入变量,“1”代表 赞成,“0”代表反对,用F表示表决结果,“1”代表 多数赞成,“0”代表多数反对。根据题意,列真值表。
15
16
2.用或非门设计组合逻辑电路
例4-6 用或非门设计例4-5(见课本)的逻辑电路。 F(A,B,C,D)=∑m(3,7,11,13,15)

脉冲与数字电路第四章 组合电路设计

脉冲与数字电路第四章 组合电路设计

组合电路的逻辑竞争和冒险
<4>静态险象: 输出本不应变化 产生了毛刺; 动态险象: 输出本应变化 另有毛刺
2、险象的判断:
1〉逻辑险象:当P个(1≤P ≤N)输入变量发生变化, 但函数输出最简与或式中不包含由N-P个不变变量组 成的乘积项,就可能发生逻辑冒险。 2〉功能险象:当P个(P>1)输入变量发生变化时, 若变化前后稳定时,输出在变化前后一致,在卡诺图 中由其余不变的N-P个变量组成的乘积项包含的最小 项既有1又有0,就可能发生功能冒险。
(将3位二进制数译8路输出。)
3、译码器
*〉3-8译码器扩展:(将2片3-8扩展为4-16译码器。)
3、译码器
3〉4-16译码器(74LS154):
(将4位二进制数译10路输出。)
3、译码器
3〉BCD-10译码器(74LS154):
(将4位二进制数译10路输出。)
3、译码器
4〉其他码变换电路: <1> BCD/7SEG译码器:
F=A+BC
F=A(B+C)F=A⊕B ⊕C第四章 组合逻辑电路
例2:多重关联的组合电路
F=AC+B
F1=(AB+C) ⊕D
F2=AB +C
X: 表示受影响的 两端短接 A=1, B和C短接 A=0, B和C短接
更多的例子:P123
2、编码器
功能:将十进制输入变成二进制或BCD码输出。
1〉4-2线编码器:(将0-3编码为2位二进制数)
<1> 逻辑险象:由于不同门
电路传输延迟不同,使得同一 信号的变化到达输出时间不一 致而引起的输出尖峰。 功能险象:多个输入信 号变化快慢不一致,引起的输 出尖峰。

(完整版)组合逻辑电路

(完整版)组合逻辑电路
(第4章-15)
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
Z RAG.RA.RG.AG
用与或门实现
用与非门实现
(第4章-16)
多输出组合逻辑电路的设计
多输出组合逻辑电路是指具有两个或两个以上的输出逻 辑变量的组合逻辑电路。
例2: 设计一个故障指示电路,具体要求为: (1)两台电动机同时工作时,绿灯亮; (2)一台电动机发生故障时,黄灯亮; (3)两台电动机同时发生故障时,红灯亮。
(第4章-17)
解:1. 设定A、B分别表示两台电动机这两个逻辑变量,F绿、 F黄、F红分别表示绿灯、黄灯、红灯;且用0表示电动机正常
工作,1表示电动机发生故障;1表灯亮,0表示灯灭 2.建立真值表: 按设计要求可得下表所列的真值表
A
B
F绿
F黄
F红
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
F绿 A B
第四章 组合逻辑电路
§ 4.1 概述 § 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 § 4.3 若干常用的组合逻辑电路 § 4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
(第4章-1)
第四章 组合逻辑电路
本章要求: 1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法; 2.掌握标准化的中规模集成器件的逻辑功能、使
F黄 AB AB A B
逻辑电路图
F绿 A B
F红 AB
(第4章-20)
4.3 若干常用组合逻辑电路 4.3.1 编码器 • 编码:将输入的每个高/低电平信号变成一

第四章组合逻辑电路习题

第四章组合逻辑电路习题

第四章组合逻辑电路一、填空题1、根据逻辑功能的不同特点,可将数字电路分成两大类:一类称为组合逻辑电路,另一类称为电路。

2、分析组合逻辑电路时,一般根据图写出逻辑函数表达式。

3、用门电路设计组合逻辑电路时,通常根据设计要求列出,再写出输出逻辑函数表达式。

4、组合逻辑电路的特点是输出状态只与,与电路原来的状态,其基本单元电路是。

5、译码器按功能的不同分为三种,,。

6、是编码的逆过程。

7、数据选择器是在的作用下,从中选择作为输出的组合逻辑电路。

8、2n选1数据选择器有位地址码。

9、8选1数据选择器在所有输入数据都为1时,其输出标准与-或表达式共有个最小项。

如所有输入数据都为0时,则输出为。

10、全加器有3个输入端,它们分别为,,和;输出端有2个,分别为、。

11、半导体数码显示器的内部接法有两种形式:共接法和共接法。

12、BCD-七段译码器/驱动器输出高电平有效时,用来驱动极数码管;如输出低电平有效时,用来驱动极数码管。

13、数据选择器只能用来实现输出逻辑函数,而二进制译码器不但可用来实现输出逻辑函数,而且还可用来实现输出逻辑函数。

14、在组合逻辑电路中,消除竞争冒险现象的主要方法有,,,。

二、判断题()1、模拟量是连续的,数字量是离散的,所以模拟电路的精度要高于数字电路。

()2、数据选择器是将一个输入数据分配到多个指定输出端的电路。

()3、数值比较器是用于比较两组二进制数大小或相等的电路。

()4、优先编码器只对多个输入编码信号中优先权最高的信号进行编码。

()5、加法器是用于对两组二进制数进行比较的电路。

()6、具有记忆功能的电路不是组合逻辑电路。

()7、译码器的作用就是将输入的二进制代码译成特定的信号输出。

()8、全加器只用于对两个一位二进制数相加。

()9、数据选择器根据地址码的不同从多路输入数据中选择其中一路输出。

()10、在任何时刻,电路的输出状态只取决于该时刻的输入,而与该时刻之前的电路状态无关的逻辑电路,称为组合逻辑电路。

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C
B
A
&
&
&
1
1
1
1
1
1
1
Y7
Y6
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
(2)二-十进制编码器
二-十进制代码(简称BCD)是用4位二进制代 码来表示一位十进制数。 【例2】设计一个8421BCD码编码器。
【例3】设计一个按键式8421BCD码的逻辑电路。 I0~I9代表十个键,D、C、B、A为输出代码,并 且同时输出数据有效标志S。
4.2.2
分析举例
1.单输出组合逻辑电路的分析举例 【例1】试分析图示电路的逻辑功能。
G1 A1 A2
=1
L1 G3
=1
L
G2 A3 A4
=1
L2
4.2.2
分析举例
1.单输出组合逻辑电路的分析举例 【例2】试分析图示电路的逻辑功能。
【例3】试分析图示电路的逻辑功能。
【例4】试分析图示电路的逻辑功能。
Y
G A1 A0 (a)
(a)框图
I3 (b)
(b)等效开关模型
控制
图 4.4.22 数据选择器框图及等效开关
【例】设计一个四选一数据选择器。
Y 1
&
&
&
&
1 1 A1 A0 I0 I1 I2 I3 1 G
八选一数据选择器74LS151的逻辑图如下:
74LS151 I3 I2 I1 I0 Y Y E GND 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 EC I4 I5 I6 I7 A0 A1 A2
B8 S8 C8 B5 A5 S5 B4 S4 B1 A1 S1
16 15 14 13 12 11 10 9 B4 S4 C4 C0 GND B1 A1 S1 7483 A4 S3 A3 B3 VCC S2 B2 A2 1 2 3 4 5 6 7 8 A8 S7 A7 B7 VCC S6 B6 A6 (+5V)
对表达式进行化简、变换形式得:
Si A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i (B i C i 1 B i C i 1 ) A i (B i C i 1 B i C i 1 ) A i (B i C i 1 ) A i B i C i 1 A i B i C i 1 C i A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i (A i B i A i B i )C i 1 A i B i
常用的逻辑符号:
7 Y7 9 Y6 10 Y5 11 12 13 Y4 Y3 Y2 14 Y1 15 Y0
74138
G1 G2A G2B 6 4 5
A2 A1 A0 3 2 1
“使能端”的作用
除了能控制译码工作以外,还可以: 1)消除译码器的尖峰干扰。 2)扩大译码器应用范围。若将“使能端” 作为变量输入端,进行适当的组合,可以 扩大译码器输入变量数。
为输入使能端 EN
EC YS 为输出使能端 YEXP 为优先编码输出端 I3 I2 I1 I0 Y0
Y2 Y1 GND
4.4.4
数据选择器与数据分配器
1.数据选择器 数据选择器又称多路选择器(Multiplexer,简称 MUX),其框图如图所示。
I0 I1 I2 I3 I0
选 择 器
Y
输出
I1 I2
1 1
2 1
3 1
× × × × × × × × 0
× × × × × × × 0 1
× × × × × × 0 1 1
输 4 1 × × × × × 0 1 1 1
5 1
× × × × 0 1 1 1 1
入 6 7 8 1 1 1 × × × × × 0 × 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
16 15 14 13 12 11 10 9 B4 S4 C4 C0 GND B1 A1 S1 7483 A4 S3 A3 B3 VCC S2 B2 A2 1 2 3 4 5 6 7 8 A4 S3 A3 B3 VCC S2 B2 A2 (+5V)
4.4.2
译码器
译码器是将每一组输入代码译为一个特定输 出信号的组合逻辑电路。 译码器种类有:二进制译码器、二-十进制译 码器、显示译码器等。 1.二进制译码器 二进制译码器的输入为二进制码,若输入有n 位,数码组合有2n种,可译出2n个不同输出 信号。

4.2
组合逻辑电路的分析
1 、组合逻辑电路分析的目的:找出给定电路的输 出与输入之间的逻辑功能。 2、描述组合逻辑电路的方法:写出输出与输入之间 的逻辑表达式;列出真值表;用简洁明了的语言 说明等。 3、分析的步骤: (1)根据逻辑电路图,写出输出变量对应于输入变 量的逻辑函数表达式; (2)根据输出函数表达式列出真值表; (3)根据真值表或输出函数表达式,确定逻辑功能, 评价电路。
A I1 I3 I5 I7 I9 I1 I 3 I 5 I 7 I 9 B I 2 I3 I 6 I 7 I 2 I 3 I 6 I 7 C I 4 I5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7 D I8 I 9 I 8 I 9 S I0 I1 I 2 I3 I 4 I5 I 6 I 7 I8 I9 I0 (I1 I3 I5 I7 I9 ) (I 2 I3 I 6 I 7 ) (I 4 I5 I 6 I 7 ) (I8 I9 ) I0 A B C D I0 A B C D

两片74138译码器扩展成的四线-十六线译码
器的连线图
Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 Y15 Y14 Y13 Y12 Y11 Y10 Y9 Y8
Y7
Y6
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
Y0
Y7
Y6
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
Y0
74138(1)
74138(2)
G1 G2A G2B
A2
A1
A0
G1 G2A G2B
D
C
B
A
1 & & & &
&
S
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I9 +v
I8
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
3.优先编码器
在数字系统中,有几个键或几个信号同时出现,要 求编码器能识别输入信号的优先级别,对其中高 优先级的信号进行编码,完成这一功能的编码器 称为优先编码器。即在同时存在两个或两个以上 输入信号时,优先编码器只按优先级高的输入信 号编码,优先级低的信号则不起作用。 74147是一个优先编码的8421BCD码编码器,其功能 表如下表所示。
A2
A1
A0
“1 ”
A3 A2
A1
A0
2.二-十进制译码器
二-十进制译码器的逻辑图
3.显示译码器
用数字显示电路可将数字量直观地显示出 来。 数字显示电路通常由译码器、驱动器和显 示器组成 。

七段显示器组成示意图
a f e d g b c
共阴极接法
共阳极接法
4.4.3
编码器
1.编码器的概念:给某个特定的字符或信息编以一 定的代码。 编码器输入的是:“某个特定的字符或信息”,输出 的是:“代码”。 2.二-十进制编码器 (1)二进制编码器 将一般信号编为二进制代码的电路称为二进制编码 器。 一位二进制代码可以表示两个信号,两位二进制代 码有00、01、10、11四种组合,可以代表四个信 号。依次类推,n位二进制代码可表示2n个信号。 【例1】设计一个编码器,将Y0~Y7的8个信号编成二 进制代码。
2.多输出组合逻辑电路设计举例
【例3】某室有3台计算机工作站,请用红,
黄,绿3种指示灯设计一个监视电路,要 求如下:3台计算机工作站正常工作时, 绿灯亮;仅一台出故障时黄灯亮;有两台 出故障时,红灯亮;若3台计算机同时出 故障时则黄灯与红灯都亮。
【例4.7】设计一个三线排队组合电路,其逻辑 功能是:信号A、B、C通过排队电路分别由、FA、 FB、FC输出,在同一时间内只能有一个信号通过, 如果同时有两个或两个以上的信号出现时,则输 入信号按A、B、C顺序通过。要求用与非门实现。
4.3.2
设计举例
1.单输出组合电路设计举例 【例1】设计一个逻辑电路:三个输入端,一 个输出端,当有两个或两个以上输入为“1” 时,输出为“1”,否则输出为“0”。
【例2】用与非门设计一个一位十进制数的数 值范围指示器,设这个一位十进制数为X, 电路输入为A、B、C和D,X8A4B2CD, 要求当X≥5时输出F为“1”,否则为“0”, 该电路实现了四舍五入功能。
2.多输出组合逻辑电路的分析举例
4.3
组合逻辑电路的设计
1、设计目的:根据给出的实际逻辑问题,经 过逻辑抽象,找出用最少的逻辑门实现给 定逻辑功能的方案,并画出逻辑电路图。 2、设计的步骤: (1)根据给定的逻辑问题,确定输入、输出 变量建立真值表。 (2)根据真值表写出逻辑表达式。 (3)把逻辑函数式化简或变换成适当形式。 (4)根据逻辑表达式画出逻辑电路图。
& Y0
& Y1 G1
74LS138译码器的逻辑电路图
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