常用组合逻辑电路的应用一
实验三组合逻辑电路应用——译码器、数据选择器
实验三组合逻辑电路应用——译码器、数据选择器
译码器和数据选择器是现代数字电子学中常用的两种组合逻辑电路。
它们可以将输入
的二进制信号转换为对应的输出信号，并且在数字电路中具有广泛的应用。
一、译码器
译码器是一种将输入的二进制信号转换成对应输出信号的数字电路。
译码器的作用是
将输入的地址码转换成溢出电路所能识别的控制信号，通常用来将不同的地址码映射到不
同的设备或功能上。
比如在存储器系统中，根据不同地址码，从RAM或者ROM中取出相应
的数据或指令。
除此之外，译码器还可以用于数据压缩、解码、解密等领域。
在一些数字电路中，译
码器还可以充当多路复用器、选择器等电路的功能。
译码器的分类按照其输入和输出的码制不同，可以分为译码器、BCD译码器、灰码译
码器等。
其中，最常见的是2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器等。
二、数据选择器
数据选择器是一种多路选择器，根据控制信号选择输入端中的一个数据输出到输出端。
选择器的控制信号通常由一个二进制码输入到它的控制端，二进制码的大小由选择器的通
道数决定。
数据选择器广泛用于控制、多媒体处理、信号处理等方面。
数据选择器与译码器相比，最主要的区别在于其输出可以不仅限于数字信号。
数据选
择器可以处理模拟信号、复合信号等多种形式的信号，因为它可以作用于信号的幅度、相位、频率等方面。
数据选择器按照输入和输出的端口取数的不同，可以分为单路选择器和多路选择器。
常见的有2-1选择器、4-1选择器、8-1选择器、16-1选择器等。
实验4组合逻辑器件的应用(I)-译码器及其应用—74LS138、74LS148
3 实验设备与器件
3 实验设备与器件
KHM-2B型模拟实验装置
4 实验内容及步 骤
4 实验内容及步骤
实验项目
74LS138译码器逻辑功能测试； 用74LS138构成时序脉冲分配器； 用两片74LS138构成一个4-16线译码器（两组结合）； 74LS148优先编码器的逻辑功能测试。 数码显示小实验。
掌握用集成译码器、编码器组合逻辑电路的
方法；
熟悉数码管的使用。
2 实验原理
2 实验原理
译码器
一个多输入、多输出的组合逻辑电路；
作用：“翻译”；
用途：1. 代码转换 2. 终端数字显示 3. 数据分配
4. 存储器寻址 5. 组合控制信号；
分类：通用译码器和显示译码器，通用译码器又有变 量译码器、代码变换译码器。
4 实验内容及步骤
5 实验报告要求
5 实验报告要求
复习有关译码器和分配器的原理； 用译码器、优先译码器对实验内容中各函数式进行
预设计。
认真仔细、整洁干净、内容充实、数据准确
下次实验内容：组合逻辑电路的应用-74LS151/153
谢谢！
2 实验原理
74LS138组合4/16译码器
如图，问第一片和第二片分别负责哪些状态？
2 实验原理
8-3线优先编码器-74LS148
74LS148的逻辑图和引脚图
真值表
2 实验原理
数码显示译码器
LED数码管
（a）共阴 （b）共阳
2 实验原理
数码显示译码器
BCD码七段译码驱动器
引脚图
Z A B C A B C A BC ABC
Y0 A2 A1 A0 Y1 A2 A1 A0 Y2 A2 A1 A0 Y3 A2 A1 A0
常见的组合逻辑电路
常见的组合逻辑电路一、引言组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路，它们根据输入信号的不同组合，产生不同的输出信号。
在现代电子技术中，组合逻辑电路被广泛应用于数字电路、计算机系统、通信系统等领域。
本文将介绍几种常见的组合逻辑电路及其工作原理。
二、多路选择器（MUX）多路选择器是一种常见的组合逻辑电路，它具有多个输入端和一个输出端。
根据控制信号的不同，选择器将其中一个输入信号传递到输出端。
例如，一个4选1多路选择器有4个输入端和1个输出端，根据2个控制信号可以选择其中一个输入信号输出。
多路选择器常用于数据选择、多输入运算等场合。
三、译码器（Decoder）译码器是一种将输入信号转换为对应输出信号的组合逻辑电路。
常见的译码器有2-4译码器、3-8译码器等。
以2-4译码器为例，它有2个输入信号和4个输出信号。
根据输入信号的不同组合，译码器将其中一个输出信号置为高电平，其他输出信号置为低电平。
译码器常用于地址译码、显示控制等应用。
四、加法器（Adder）加法器是一种用于实现数字加法运算的组合逻辑电路。
常见的加法器有半加器、全加器等。
半加器用于两个1位二进制数的相加，而全加器用于多位二进制数的相加。
加法器通过多个逻辑门的组合，将两个二进制数进行相加，并输出相应的和与进位。
加法器广泛应用于数字电路、计算机算术单元等领域。
五、比较器（Comparator）比较器是一种用于比较两个数字大小关系的组合逻辑电路。
常见的比较器有2位比较器、4位比较器等。
以2位比较器为例，它有两组输入信号和一个输出信号。
当两组输入信号相等时，输出信号为高电平；当第一组输入信号大于第二组输入信号时，输出信号为低电平。
比较器常用于数字大小判断、优先级编码等应用。
六、编码器（Encoder）编码器是一种将多个输入信号转换为对应输出信号的组合逻辑电路。
常见的编码器有2-4编码器、8-3编码器等。
以2-4编码器为例，它有2个输入信号和4个输出信号。
组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)
组合逻辑电路是数字电路中的一种重要类型，主要用于实现逻辑运算和计算功能。
其中，半加器和全加器是组合逻辑电路的两种基本结构，通过它们可以实现数字加法运算。
本文将详细介绍组合逻辑电路的相关知识，包括半加器、全加器以及逻辑运算的原理和应用。
一、半加器半加器是一种简单的数字电路，用于对两个输入进行加法运算，并输出其和及进位。
其结构由两个输入端(A、B)、两个输出端(S、C)组成，其中S表示和，C表示进位。
半加器的真值表如下：A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1从真值表可以看出，半加器只能实现单位加法运算，并不能处理进位的问题。
当需要进行多位数的加法运算时，就需要使用全加器来实现。
二、全加器全加器是用于多位数加法运算的重要逻辑电路，它能够处理两个输入以及上一位的进位，并输出本位的和以及进位。
全加器由三个输入端(A、B、Cin)和两个输出端(S、Cout)组成，其中Cin表示上一位的进位，S表示和，Cout表示进位。
全加器的真值表如下：A B Cin S Cout0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1通过全加器的应用，可以实现多位数的加法运算，并能够处理进位的问题，是数字电路中的重要组成部分。
三、逻辑运算除了实现加法运算外，组合逻辑电路还可用于实现逻辑运算，包括与、或、非、异或等运算。
这些逻辑运算能够帮助数字电路实现复杂的逻辑功能，例如比较、判断、选择等。
逻辑运算的应用十分广泛，不仅在计算机系统中大量使用，而且在通信、控制、测量等领域也有着重要的作用。
四、组合逻辑电路的应用组合逻辑电路在数字电路中有着广泛的应用，其不仅可以实现加法运算和逻辑运算，还可以用于构建各种数字系统，包括计数器、时序逻辑电路、状态机、多媒体处理器等。
组合逻辑电路还在通信、控制、仪器仪表等领域得到了广泛的应用，为现代科技的发展提供了重要支持。
组合逻辑电路技术的发展与应用
组合逻辑电路技术的发展与应用在现代电子科技领域中，组合逻辑电路技术被广泛应用于许多领域，如计算机、通讯、工控等。
组合逻辑电路技术的发展可以追溯到20世纪初期。
从最初的差分电路到现在的芯片集成电路，组合逻辑电路技术已经成为一个成熟的科技领域，为电子产品的完善和稳定性提供了强有力的支持。
一、组合逻辑电路的基础组合逻辑电路是利用若干个逻辑门（如与非门、或门等）经过逻辑电路的连接和组合来实现功能的。
组合逻辑电路不仅仅是电路的一种基本构成单元，也是现代电子技术中不可缺少的重要工具。
组合逻辑电路的基础可以追溯到20世纪初期，当时的计算机就是通过逻辑电路的组合来实现计算的。
二、发展历程随着科技的进步和需求的不断增加，组合逻辑电路的发展也在不断地演进。
20世纪40年代末，金属氧化物半导体场效应管（简称MOSFET）的当场发明使得电子产品的积累越来越小，并且更加可靠。
在20世纪50年代到60年代，大型集成电路的制造过程被发明，允许许多逻辑门同时安排在同一块芯片上。
因为它们比离散型电路更加可靠，所以它们更受欢迎。
这一阶段组合逻辑电路的应用范围也越来越广泛20世纪70年代，芯片技术的发展逐渐进入高密度集成电路时代，这为卡片上的微型电路和大型计算机的嵌入式系统开启了很多可能。
随着现代电子产品的快速发展和需求的不断增加，2000年以后，芯片集成电路技术被大力发展，成为组合逻辑电路技术应用的重要支柱。
三、组合逻辑电路的应用组合逻辑电路技术在现代电子产品的制造和应用中发挥了重要的作用。
通信领域的数字信号处理器（DSP），计算机的控制器、CPU，以及各种工控产品，都是依靠组合逻辑电路实现的。
在现代家电领域，洗衣机、冰箱等家电都应用了组合逻辑电路，实现了自动化操作，提高了生产效率和人类生活的舒适程度。
在数字电视中，组合逻辑电路通过解码器将数字信号转化成图像及声音，实现了高清晰度和多通道声音。
四、未来前景目前，在智能家居、智能交通、智能医疗等多个领域，组合逻辑电路技术的应用正不断扩大。
实用组合逻辑电路
实用组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，根据输入的信号进行逻辑运算并输出结果。
它是数字电路中的一种重要类型，广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
本文将介绍几种常见的实用组合逻辑电路及其应用。
一、多路选择器多路选择器是一种常用的组合逻辑电路，它根据控制信号选择其中一个输入信号作为输出。
多路选择器的输入端有多个，输出端只有一个，控制端决定了哪个输入信号被选择输出。
多路选择器常用于数据选择、信号调制等场景。
二、译码器译码器是一种将编码信号转换为特定输出信号的组合逻辑电路。
它通常用于将输入信号转换为对应的输出信号，例如将二进制编码转换为BCD码或者将BCD码转换为七段数码管的控制信号。
译码器在数字电路中起到了非常重要的作用。
三、加法器加法器是一种实现数字加法运算的组合逻辑电路。
它可以将两个二进制数相加，并输出相应的结果。
加法器通常由半加器和全加器组成，其中半加器用于处理两个二进制位的加法操作，而全加器可以处理进位的情况。
加法器在计算机算术运算中扮演着重要的角色。
四、减法器减法器是一种实现数字减法运算的组合逻辑电路。
它可以将两个二进制数相减，并输出相应的结果。
减法器通常由加法器和补码运算组成，其中补码运算可以将减法转换为加法。
减法器在计算机中广泛应用于算术运算和逻辑运算。
五、比较器比较器是一种用于比较两个数字的大小关系的组合逻辑电路。
它可以比较两个二进制数的大小，并根据比较结果输出相应的信号。
比较器通常由减法器和逻辑门组成，其中减法器用于进行减法运算，逻辑门用于判断大小关系。
比较器在计算机中广泛应用于逻辑判断和条件执行。
六、编码器编码器是一种将多个输入信号转换为少量输出信号的组合逻辑电路。
它通常用于将多个输入信号编码为相应的二进制编码。
编码器广泛应用于数据传输和信号处理等领域，例如将多个开关信号编码为二进制编码进行传输。
七、解码器解码器是一种将二进制编码信号转换为相应输出信号的组合逻辑电路。
组合逻辑电路设计与逻辑电路应用
组合逻辑电路设计与逻辑电路应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)
一种常见的实现方式是使 用异或门实现和S，使用 与门实现进位C。
半加器的性能分析
逻辑级数
半加器的逻辑级数通常较低，因 为它只涉及基本的逻辑运算。
可靠性
半加器的结构简单，因此具有较 高的可靠性。
延迟时间
由于逻辑级数较低，半加器的延 迟时间相对较短。
资源消耗
半加器使用的逻辑门数量相对较 少，因此在资源消耗方面较为经 济。
组合逻辑电路(半加器 全加器及逻辑运算)
• 组合逻辑电路概述 • 半加器原理与设计 • 全加器原理与设计 • 逻辑运算原理与设计 • 组合逻辑电路的分析与设计方法 • 组合逻辑电路在数字系统中的应用
目录
Part
01
组合逻辑电路概述
定义与特点
定义
无记忆性
组合逻辑电路是一种没有记忆功能的数字 电路，其输出仅取决于当前的输入信号， 而与电路过去的状态无关。
比较器
比较两个二进制数的大小关系，根 据比较结果输出相应的信号，可以 使用与门、或门和非门实现。
全加器
在半加器的基础上增加对进位的处理 ，使用与门、或门和异或门实现两个 一位二进制数带进位的加法运算。
多路选择器
根据选择信号的不同，从多个输 入信号中选择一个输出，可以使 用与门、或门和非门实现。
Part
用于实现控制系统的逻辑 控制、数据处理等功能。
Part
02
半加器原理与设计
半加器的基本原理
半加器是一种基本的组合 逻辑电路，用于实现两个 二进制数的加法运算。
它接收两个输入信号A和 B，并产生两个输出信号： 和S以及进位C。
半加器不考虑来自低位的进 位输入，因此只能处理两个 一位二进制数的加法。
组合逻辑电路的应用领域
常见的组合逻辑电路
常见的组合逻辑电路组合逻辑电路指的是由多个逻辑门组成的电路，其输出只与输入信号的组合有关，而与输入信号的时间顺序无关。
在现代电子设备中，组合逻辑电路被广泛应用于数字电子系统的设计中。
下面将介绍几种常见的组合逻辑电路及其应用。
一、与门（AND Gate）与门是最基本的逻辑门之一，它只有当所有输入信号都为高电平时，输出才为高电平。
与门在数字电路中扮演着非常重要的角色，可以用于实现多个输入信号的复合判断。
在计算机的算术逻辑单元（ALU）中，与门经常用于进行逻辑运算。
二、或门（OR Gate）或门也是一种常见的逻辑门，它只要任意一个输入信号为高电平，输出就为高电平。
与门和或门可以相互组合使用，实现更复杂的逻辑运算。
或门常用于电子开关和电路选择器等应用中。
三、非门（NOT Gate）非门是最简单的逻辑门，它只有一个输入信号，输出信号是输入信号的反向。
非门常用于信号反转的场合，例如数字信号进行取反操作。
四、与非门（NAND Gate）与非门是由与门和非门组合而成的逻辑门，其输出是与门输出信号取反。
与非门的应用非常广泛，可以用于各种数字电路的设计中，例如计算机内存、固态硬盘等。
五、或非门（NOR Gate）或非门由或门和非门组合而成，其输出是或门输出信号取反。
与与非门类似，或非门也可以用于各种数字电路的设计中，例如译码器、比较器等。
六、异或门（XOR Gate）异或门是一种特殊的逻辑门，只有当输入信号中的奇数个为高电平时，输出为高电平；偶数个为高电平时，输出为低电平。
异或门在编码器、加法器以及数据传输方面有着重要的应用。
七、多路选择器（Multiplexer）多路选择器是一种可以根据选择信号选择不同输入信号的逻辑电路。
它可以将多个输入信号中的一个或多个输出至一个输出线上。
多路选择器可以在数字信号的选择和转换中起到关键作用。
八、译码器（Decoder）译码器是一种将多位输入信号转换为多位输出信号的逻辑电路。
它可以将某个特定的输入编码成高电平，从而实现对多个输入信号的解码和处理。
组合逻辑电路及其应用
4. 2 组合逻辑电路的分析和设计
• (3) 将逻辑函数化简或变换成适当形式。可以用代数法或卡诺图法将 所得的函数化为最简与或表达式, 对于一个逻辑电路, 在设计时尽可能 使用最少数量的逻辑门, 逻辑门变量数也应尽可能少(即在逻辑表达式 中乘积项最少, 乘积项中的变量个数最少), 还应根据题意变换成适当 形式的表达式。
速度等方面综合折中考虑, 选择最佳方案。该电路的化简过程如图415 (b) 所示, 首先得出最简与或式,然后进行函数式变换。
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4. 2 组合逻辑电路的分析和设计
• 变换时一方面应尽量利用公共项以减少门的数量, 另一方面减少门的 级数, 以减少传输延迟时间, 因而得到输出函数式为
• (3) 画逻辑电路。 • 该电路采用了三种门电路, 速度较快, 其电路如图4-16 所示。
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4. 1 概 述
• 若组合电路只有一个输出量, 则此电路称为单输出组合逻辑电路; 若 组合电路有多个输出量, 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, 其电路结构均有如下特 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途 径; 电路中不含记忆单元。
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4. 3 编码器和译码器
• 4. 3. 1 编码器
• 1. 编码器的概念 • 在数字设备中, 数据和信息是用“0” 和“1” 组成的二进制代码来
表示的, 将若干个“0” 和“1” 按一定的规律编排在一起, 编成不同 的代码, 并且赋予每个代码以固定的含义, 这就叫编码。例如, 可用三 位二进制数组成的编码表示十进制数的0~7, 十进制数0 编成二进制数 “000”, 十进制数1 编成二进制数“001”, 十进制数2 编成二进制数 “010”,等等。用来完成编码工作的电路通称为编码器。可见, 编码 器是将有特定意义的输入数字信号或文字符号信号, 编成相应的若干 位二进制代码形式输出的组合逻辑电路。如BCD 码编码器是将0~9 十个数字转化为四位BCD 码输出的组合电路。
组合逻辑电路的逻辑功能特点
组合逻辑电路的逻辑功能特点1. 什么是组合逻辑电路？组合逻辑电路，听起来挺复杂的，但其实它就像我们生活中的小工具，随处可见，功能却相当强大。
简单来说，组合逻辑电路是一种电路，输出的结果完全依赖于输入的状态，而不是过去的历史。
就好比你点了外卖，今天想吃炸鸡，那你就会得到一份炸鸡，明天想吃寿司，你点的就变成了寿司。
没错，组合逻辑电路就是这么灵活，能根据输入“立马”给出对应的输出。
想象一下，一个小型餐厅的厨师，如果你告诉他今天想吃意大利面，他立刻就会准备意大利面，而不是再问你昨天吃了什么。
这种实时响应的特性就是组合逻辑电路的魅力所在。
它不需要记忆，不受以前的影响，只看当下的输入，这种特点让它在各种应用中大放异彩，比如计算机、汽车电子和家电控制等。
2. 组合逻辑电路的基本功能2.1 逻辑运算说到组合逻辑电路，逻辑运算是它的“主菜”。
像是“与”、“或”、“非”等基本运算，就像我们日常生活中常用的调味料，虽然简单，但缺一不可。
想象一下，两个开关，一个是“灯”，一个是“开关”。
如果你想开灯，两个开关都得“开”，这就是“与”运算。
而如果你只想要其中一个开，那就用“或”运算，任意一个开关打开，灯就亮了。
2.2 选择与优先级在组合逻辑电路中，还有个有趣的概念就是“选择”。
当输入有多种选择时，电路会根据预设的规则来决定输出，想象一下在快餐店排队，今天想吃汉堡，明天想吃沙拉。
这个“选择”的过程就像是电路中的选择器，确保你每次都能点到想要的食物。
而优先级就像是妈妈的叮嘱，总是有些事儿比其他事儿更重要。
比如说，如果你在厨房里炒菜，同时还想煮汤，结果你发现锅太小，那就得优先炒菜，再煮汤，这就是组合逻辑电路处理输入时会遵循的优先级原则。
3. 组合逻辑电路的应用场景3.1 计算器组合逻辑电路最常见的应用之一就是计算器，没错，就是你每天都在用的那个。
你输入“2 + 3”，瞬间就能看到“5”。
这里的每一步都是一个组合逻辑电路在为你服务，尽管你看不见，但它却默默在你身边，帮你完成数学的“魔法”。
电工电子技术及应用 第十章 组合逻辑电路及其应用
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
电子技术第8章常用组合逻辑器件及其应用
2、列真值表
I
Y3 Y2 Y1 Y0
0(I0)
0000
1(I1)
0001
2(I2)
0010
3(I3)
0011
4(I4)
0100
5(I5)
0101
6(I6)
0110
7(I7)
0111
8(I8)
1000
9(I9)
1001
3、逻辑表达式
Y3 I8 I9 I 8 I 9 Y2 I4 I5 I6 I7 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I2 I3 I6 I7 I 2 I 3 I 6 I 7 Y0 I1 I3 I5 I7 I9 I 1 I 3 I 5 I 7 I 9
16 1615 1514 1413 1312 1211 1110 109 9
6 67 79 9 15 1514 14
74L7S41L4S8148
74L7S41L4S8148
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 5 54 43 32 21 113 1132 1121 110 10
8.1.1 二进制编码器
用n位二进制代码可以表示N=2n个信号。用n位二进 制代码对2n个信号进行编码的电路，叫做二进制编 码器。
可分为3位二进制编码器、4位二进制编码器。
例：设计一个编码器，满足以下要求： (1) 将 I0、I1、…I7 8个信号编成二进制代码。 (2) 编码器每次只能对一个信号进行编码，不
应用：数字仪表中的各种显示译码器，计算机中的 地址译码器、指令译码器，通信设备中由译码器构 成的分配器，以及各种代码变换译码器等。 常见的译码器有二进制译码器、二---十进制译码器 和数字显示译码器。
8.2.1 二进制译码器
实验四 组合逻辑电路的应用
F6 F7 11 11 11 11 11 11 11 11 01 1F
0000 0
0001 0
0010 0
0011 0
0100 0
0101 0
0110 0
0111
0
1000 0
1001 0
1010 0
1011
1
1100 0
1101
1
1110
1
1111
1
F
&
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
实验四 组合逻辑电路的应用
一、实验目的 1、掌握数据选择器和译码器的功能。 2、用数据选择器实现逻辑函数。 3、用译码器实现逻辑函数。
二、实验要求 1、用四选一数据选择器74LS153实现一个表决电路
2、用3线—8线译码器74LS138和与非门实现一个表决电路。
三、所需实验设备 1、数字电路实验箱 2、数字万用表 3、芯片74LS153，74LS138，74LS30各一片 ，导线 若干。
四、实验原理
2、用3线—8线译码器74LS138和与非门实现一个表决电路。 设A为主裁判B，C，D为副裁判。只有在主裁判同意的前
提下，三名副裁判中多数同意，比赛成绩才被承认；否则，比 赛成绩不予承认。
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
74138
S1 S2 S3
A0 A1 A2
图4-2 3线—8线译码器逻辑图
五、芯片引脚图
六、实验报告要求
1. 写出实验内容与步骤，画出逻辑图。 2. 整理实验记录，并对结果进行分析。
六、实验报告要求
1、要求使用长江大学标准实验报告纸。报告纸上的姓 名、实验日期、房间、班级、序号、周次、星期和 指导教师等内容都要写完整。
组合逻辑电路在实际中的应用
组合逻辑电路在实际中的应用摘要：组合逻辑电路是数字系统中数字电路的一个主要组成部分之一, 功能繁多, 使用非常广泛, 可以直接用小规模、中规模或大规模集成电路实现任何一个组合逻辑函数。
本来主要介绍组合逻辑电路在实际中的几个应用。
关键词：组合逻辑电路；数学运算；数据选择器Combinational logic circuit in the actual applicationAbstract: In combinational logic circuit is a digital system is a major component of the digital circuit, one of the functions of use is very broad, can be directly with small, medium size or large scale integrated circuit to realize any combinational logic function. Was mainly introduced several of combinational logic circuit in actual application.Key words:Combinational logic circuit; Mathematics; Data selector组合逻辑电路是指在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与电路以前状态无关，而与其他时间的状态无关。
组合逻辑电路是一种现时输出只决定于现时输入而与电路的过去状态无关的电路组合逻辑电路。
组合逻辑电路是数字系统中数字电路的一个主要组成部分之一, 功能繁多, 使用非常广泛, 可以直接用小规模、中规模或大规模集成电路实现任何一个组合逻辑函数。
用门电路实现组合逻辑电路, 可以归结为这样几种应用方向：计算机和数字系统中的编码器、译码器、代码转换与校验电路、数据选择与数据分配器、加法器、数值比较器等。
常用组合逻辑电路与应用
（4）化简并写出逻辑代数式
B0
G0 B1B0 B1 B0 B1 B0 G1 B2 B1 B2 B1 B2 B1 B1
G2 B3 B2 B3 B2 B3 B2 B3 B2
B2
G3 B3
（5）、由逻辑代数式画出逻辑图 @
G2 B1B0
B3B2 00 01 11 10 00 0 0 0 0
01 1 1 1 1 11 Φ Φ Φ Φ 10 1 1 Φ Φ
G3Байду номын сангаас诺图
G3 B1B0
B3B2 00 01 11 10 00 0 0 0 0
01 0 0 0 0
11 Φ Φ Φ Φ
10 1 1 Φ Φ
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
01000110
01010111
01100101
01110100
10001100
10011101
1 0 1 0ΦXXX
1 0 1 1XXXX
1 1 0 0XXXX
1 1 0 1XXXX
1 1 1 0XXXX
1 1 1 1XXXX
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
（3）根据真值表，填写输出函数卡诺图
G0 B1B0 G0卡诺图 B3B2 00 01 11 10
• 电路设计的步骤
（1）根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表； （2）由其值表写出逻辑表达式； （3）简化和变换逻辑表达式，从而画出逻辑图。
• 注意点
组合逻辑电路的设计，通常以电路简单，所用器 件的数目和种类最少为目标
• 实例 @
3.2 组合逻辑电路的分析和设计
• 例：试设计将十进制的四位二进制码（8421）BCD 转换成典型格雷码
第三章 常用组合逻辑电路芯片
组合逻辑电路设计应用举例
目录 检测方案
信号的输入
数据选择器 数据的输出显示源自检测方案• 用数据选择器数据输入端Di作为各盏灯检测信号 的输入端，而选择器最后一级输出端驱动显示器 件，通过显示器的亮、熄区分灯的好坏。
信号的输入
• 在每盏灯的回路串联一采样电阻，并且在电阻两 端并联5V稳压管和限流电阻，由稳压管电压向检 测电路提供检测信号，灯好时检测信号输出5V电 压，灯坏时检测信号输出电压为零。
• 数据选择器地址码为六位“A5A4A3A2A1A0” （26>50） 可由五十进制的计数器输出端提供，计数状态要 用两位数码管显示，经CD4513二—十进制译码 器译码，控制数码管显示器。
总结
检测路灯电路若某路路灯损坏则该输入数据为Di为0， 第一级数据选择器输出W=1，然后再由第二级地址 码A5A4来判断四片十六选一中那一片输出W所对应 灯号，经第二级数据选择器输出Y=1，发光二极管 亮；同时控制二—十进制现在是译码器BI端使数码 管显示损坏的路灯号。反之，若无灯损坏，各路输 入Di均为1，则W=0，Y=0，发光二极管不亮，同时 使BI=0，数码管灭，不显示数字。
十六选一数据选择器
• 因为被检的是50盏灯，所以需要16选1 数据选择器四片其输入地址码均为A3~A0， 四片数据选择器满足了对于这50盏灯的 初级选择。
四选一数据选择器
• 四选一数据选择器其地址码为A5A4， 构成检测电路的第二级用来判断四片 十六选一 数据选择器中那一片输出所 对应灯号。
数据的输出与显示
The end,thank you!
组合逻辑及应用电路实验
组合逻辑及应用电路实验组合逻辑电路是指电路的输出仅与当前输入状态有关，与先前的输入状态无关。
它不包含任何存储元件，因此输出仅通过逻辑门进行计算得出。
组合逻辑电路的设计和应用在数字电子技术领域中非常重要，下面将介绍一个实验以及其应用。
实验名称：4位全加器电路设计与实现实验目的：通过设计并实现4位全加器电路，学习组合逻辑电路的基本原理和应用。
实验器材：1. 真值表2. IC 7408（四路与门）3. IC 7486（四路异或门）4. 220欧姆电阻5. LED灯6. 芯片插座7. 连接线8. 电源9. 开关实验步骤：1. 确定4位全加器的真值表，包括A、B、C（进位）和S（和）以及C_out（进位输出）。
2. 将AND门（7408芯片）和XOR门（7486芯片）与其他所需材料连接组装成4位全加器电路。
3. 插入IC芯片时，要注意引脚编号和方向，确保正确连接。
4. 将电源连接到电路上，并使用开关控制输入信号。
5. 根据真值表，验证电路的功能是否正确，通过观察LED灯的亮灭状态判断输出结果。
6. 如果输出与预期不符，检查电路连接是否正确，芯片引脚接触是否良好。
实验应用：4位全加器电路广泛应用于计算机中的算术逻辑单元（ALU），作为执行算术和逻辑运算的关键组件。
应用场景1：加法器4位全加器电路可以用作加法器，用于将两个4位二进制数相加。
输入A和B 分别表示两个二进制数的位，C_in表示进位。
通过将多个4位全加器级联，可以实现更复杂的二进制加法运算。
应用场景2：减法器通过将加法器与取反器和加一器组合，可以实现减法运算。
将被减数B取反，然后将减数A与取反后的B和C_in一同输入到4位全加器中，即可完成减法运算。
应用场景3：比较器4位全加器电路也可用作比较器，用于比较两个4位二进制数的大小。
通过比较两个数的高位，如果高位相等，则依次比较各个位，判断大小关系。
总结：通过设计和实现4位全加器电路，我们可以深入了解组合逻辑电路的工作原理和应用。
数电组合逻辑电路应用举例竞争冒险
3.7.1 奇偶发生器/校验器在数据传播中旳应用 奇偶校验：
对于一种任意旳多位数码组，一种奇偶校验位附加到多位数码组中，使得这组数 码中1旳个数总保持偶数或者奇数。
一种偶校验位使得1旳总数保持偶数，而奇校验位使得1旳总数为奇数
数据位
01001011 11001011
校验位 1 0
奇校验位
数据位
01001011 11001011
（a）电路接法 （b）电压波形
P118 3.24 3.25 3.26
0型冒险 1型冒险
只要输出 端 旳逻辑函数在一定条件下能简化
为： Y A A ；Y A A 则可判断存在
竞争— 冒险
例：判断下列函数是否存在冒险现象。 1） F AC AB AC
BC F 0 0 A+A 01 A 10 A 11 A
AB F 0型冒险 0 0 0
01 0 10 1 11 C
处理旳措施：
1.利用计算机辅助分析旳手段。
2.试验旳措施。
三.消除竞争冒险旳措施 1.引入封锁脉冲 目旳：在输入信号发生竞争时间内，把可能产生干 扰旳门封住。
A
A• &
A
& FP P
F “1”
缺陷：封锁脉冲旳宽度和作用时间要求严格
2.修改设计，增长多出项
目旳：使F再也不能化为 A+A 或 A•A旳形式，故不存 在冒险。
1
Y0
A2
Y1
A1
Y2
A0
Y3
74138 Y4
S1
Y5
S2
Y6
S3
Y7
& Si
& Ci
4.采用数据选择器实现
3
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Y3 ≥1
Y2 ≥1
Y1 ≥1
Y0 ≥1
I9
I8
I7 I6 I5 I4 (a)
I3 I2 由或门构成
I1 I0
Y3 &
Y2 &
Y1 &
Y0 &
I9
I8
I7 I6 I5 I4 (b)
I3 I2 由与非门构成
I1 I0
三、优先编码器：是指当多个输入同时有信号时，电路 只对其中优先级别最高的信号进行编码。 例 3 电话室有三种电话， 按由高到低优先级排序依次 是火警电话，急救电话，工作电话，要求电话编码依次 为00、01、10。试设计电话编码控制电路。
Y3 I 8 I 9 Y2 I8I9 I 4 I5 I6 I7
I4I5I6I7 Y 1 I 2 I3 I6 I7 I2I3I6I7 Y0 I1 I 3 I 5 I 7 I 9 I1I 3 I 5 I 7 I 9
该编码器为8421BCD码的编码器，当I8和I9为1时， Y3为1，前页所示真值表并非完全的真值表。 如果要化简，可以列出所有最小项的值，后面的全 为无关项。
4.2.2 集成电路译码器
1、二进制译码器：输入端为n个，则输出端 为2n个，且对应于输入代码的每一种状态， 2n个输出中只有一个为1（或为0），其余全 为0（或为1）
(3)由真值表写出各输出的逻辑表达式为：
A2 I 4 I 5 I 6 I 7
A1 I 2 I 3 I 6 I 7
A0 I1 I 3 I 5 I 7
用门电路实现逻辑电路：
A2 &
A1 &
A0 &
1
1
1
1
1
1
1
1
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
二，非二进制编码器（以二－十进制编码器为例）
I2 I3 I4 I5 I6 I7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
A2 A A0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
二-十进制编码器是指用四位二进制代码表示一位十进制 数的编码电路（输入10个互斥的数码，输出4位二进制 代码） 1、BCD码：常用的几种BCD码 8421码、5421码、2421码、余三码. 2、10线－4线编码器
例2：设计一个8421 BCD码编码器 解： 输入信号I0～I9代表0～9共10个十进制信号，输 出信号为Y0～Y3相应二进制代码. 列编码表
10 11 12 13 1 2 3 4 5 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S Y0 Y1 Y2 7 4LS1 48 YEX 9 7 6 14 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 7 4LS1 48 1 3 12 11 10 9 (b ) VCC YS YEX I3 I2 I1 I0 Y0
第四章 常用组合逻辑功能器件
4.1 编码器 4.2 译码器/数据分配器 4.3 数据选择器 4.4 数值比较器 4.5 算术逻辑电路 4.6 CAD例题
4.1 编码器
•编码器的基本概念及工作原理
编码——将特定含义的输入信号（文字、数字、 符号）转换成二进制代码的过程. 能够实现编码 功能的数字电路称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制 数编码。 N和n之间满足下列关系: 2n≥N
一、二进制编码器：
常见的编码器有8线-3线（有8个输入端，3个输出端）， 16线—4线（16个输入端，4个输出端）等等。 例1：设计一个8线-3线的编码器
解：
（1）确定输入输出变量个数:由题意知输入为I0～I78 个，输出为A1、A2 、A3。 （2）编码表见下表：（输入为高电平有效）
编码器真值表 输 I0 I 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 入 输 出
A B C 1 × × 0 1 × 0 0 1
（３） 写逻辑表达式
Y C 1 AB
Y2 A B
（４） 画优先编码器逻辑图如图3所示。
C A B 1 1 &
Y1
&
Y2
图3
例3的优先编码逻辑图
在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单 方面排斥的特性。
74LS148的符号图和管脚图
×
×
0
0
1
0
1
0
1
1
0
×
×
×
×
×
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
×
×
×
×
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
×
×
×
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
×
×
101ຫໍສະໝຸດ 0101
1
1
1
1
1
0
×
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
优先编码器74LS148的应用
74LS148编码器的应用是非常广泛的。 例如， 常用计算机键盘，其内部就是一个字符编码器。它将 键盘上的大、小写英文字母和数字及符号还包括一些 功能键（回车、空格）等编成一系列的七位二进制数 码，送到计算机的中央处理单元CPU，然后再进行处 理、存储、输出到显示器或打印机上。 74LS148 编码器监控炉罐的温度，若其中任何一 个炉温超过标准温度或低于标准温度， 则检测传感器 输出一个0电平到74LS148编码器的输入端， 编码 器编码后输出三位二进制代码到微处理器进行控制。
Ys (a )
15
I4 I5 I6 I7 S (E) Y2 Y1 GND
74LS148 功 能 表
输入使能端 S
1
I7
×
I6
×
I5
×
输 I4
×
I3
×
入 I2
×
I1
×
I0
×
Y2
1
输 Y1
1
出 Y0
1
扩展 YEX
1
使能输出
1 YS 0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
×
×
×
×
×
×
×
0
0
0
0
1
0
1
0
×
×
×
×
解：
（１）根据题意知，同一时间电话室只能处理一部电话， 假如用A、B、C分别代表火警、 急救、工作三种电话， 设电话铃响用1表示，铃没响用0表示。当优先级别高的 信号有效时，低级别的则不起作用，这时用×表示； 用Y1, Y2
（２） 列真值表: 表3 例3的真值表
输 入 输 Y1 0 0 1 出 Y2 0 1 0
4.2 译码器/数据分配器
4.2.1 译码器的基本概念及工作原理
– 译码：编码的逆过程，即将输入代码“翻译” 成特定的输出信号。 – 译码器：实现译码功能的数字电路。 – 分类:唯一地址译码器和代码变换器。
• 唯一地址译码器：代码与有效信号一一对应 • 代码变换器：代码间的相互转换
– 其他分类:变量译码器和显示译码器。