项目8-组合逻辑电路的认识及应用

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应用实例
用显示译码器CT5449构成的闪烁数码显示器如下图所示。
闪烁数码显示器
图中CC4011构成多谐振荡器，当E端为高电平时，振荡器输出1Hz左右的矩 形脉冲耦合到CT5449的消隐控制端。当矩形脉冲高电平时， BI =1，显示器正常 显示；当矩形脉冲的低电平时， BI =0，显示器不能正常工作，即显示器七段全 灭，不显示。因此，显示器是以每秒一次的频率闪烁显示。 22
3位二进制编码器逻辑图
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8.2.2 二—十进制编码器
将十进制数0~9的十个数字编成二进制代码的电路，叫做二一十进制编码器。 二—十进制编码器的功能示意如下图， I0、I1、I2、…I9表示10个输入端，分 别代表十进制数0、1、2、…、9的10个数字。编码器的输出Y0、Y1、Y2、Y3表示 8421BCD编码。
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5.数据选择器
在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数 据选择器，也称多路选择器或多路开关。
6.数据分配器
能将输入的数据传送到多个输出端的任何一个输出端的电路,叫做数据分配器, 又称为多路分配器,其逻辑功能正好与数据选择器相反。
4LSl47集成电路引脚功能图
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8.3 译码器
译码的功能是把某种代码“翻译”成一个相应的输出信号，例如把编码器产 生的二进制码复原为原来的十进制数就是一个典型的应用。
装接显示译码器时，若出现数码管没有任何显示的故障，应先检查数码 管的公共端有没有漏接线，消隐控制端的电平设置是否正确；其次应检查数码 管与显示译码集成电路是否配套。 数码管的显示若出现缺段的故障，应先查显示译码集成电路与数码管的 连接是否良好；其次可通过替换数码管以确定器件是否良好；若数码管没问题， 则是译码集成电路有问题，应更换之。 若出现数码管显示偏暗的问题。首先用万用表测工作电压是否偏低，不 正常时应排除电源电路的故障；其次可通过适当调小数码管的限流电阻值来提 高显示亮度。
2—4线译码器
3—8线译码器
3—8线译码器则有3条输入线A0、A1、A2，8条输出线Y0～Y7。
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2．二—十进制译码器
将BCD码翻译成对应的10个十进制输出信 号的电路称为二一十进制译码器。
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8.2 编码器
在数字电路中，经常要把输入的各种信号转换成若干位二进制码，这种转换 过程称为编码。完成编码功能的组合逻辑电路称为编码器 。
8.2.1 二进制编码器
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2. 译码器
译码器它的任务是要将输入的数码变换成所需的信息，广泛应用在各类电子 显示器、计算机显示器等设备上。
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能够将各种输人信息编成二进制代码的电路称为二进制编码器。 3位二进制编码器的功能示意如下图。I0、I1、I2、…、I7表示8路输入，分别 代表十进制数0、1、2、…、7的8个数字。编码器的输出是3位二进制代码，用Y0、 Y1、Y2表示。
3位二进制编码器示意图
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2.检测表决电路的逻辑功能 按钮开关SB1、SB2、SB3按下为1状态，未按下为0状态。按表8-3要求设置 按钮开关的状态，测出相应的输出逻辑电平，并将结果记录于表中。
3.加法器
加法器是可进行二进制数加法运算的电路。在现代的计算机系统中，加 法器存在于算术逻辑单元（ALU）之中。
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4. 数值比较器
日常生活中，我们常见如图8-6（a）所示的架盘天平，可用来测量物体的 重量或比较两个物体的重量大小。在数字系统中，数值比较器是对二进制数 据A、Ｂ进行比较，以判断其大小的逻辑电路。 比较结果为A＞Ｂ时，输出端YA＞Ｂ输出有效值； 比较结果为A＜Ｂ时，输出端YA＜Ｂ输出有效值； 比较结果为A＝B时，输出端YA＝B输出有效值。
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《电子技术基础与技能》（陈振源主编）
电子演示文稿
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组合逻辑电路是由与门、或门、与非门、 或非门等几种逻辑电路组合而成的，它的 基本特点是：输出状态仅取决于该时刻的 输入信号，与输入信号作用前的电路状态 无关。本章先介绍组合逻辑电路的基本知 识，然后介绍编码器、译码器、数据选择 器、数据分配器等常见的组合逻辑电路原 理及使用方法。
74LS42译码器的集成电路引脚排列如右图 所示。
74LS42译码器引脚功能
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8.3.2 显示译码器
显示译码器的功能是将输入的BCD码译成能用于显示器件的十进制数的信号， 并驱动显示器显示数字。显示译码器通常由显示译码集成电路和显示器两部分组成。
显示译码器的组成
1.数码显示器
半导体数码管实物照片如图所示，它是将7个发光二极管（LED）排列成“日” 字形状制成的。
（a）实物照片
(b)发光线段分段图
(c)发光线段组成的数字图形
七段数码显示器
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二一十进制编码器示意图
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74LS147是一种常用的842lBCD码集成优先编码器，它有0、 I 1、 I 2、 I 3 I 9 I 的10个输入端，有 Y1、 Y 2、 Y 3 的4位BCD码输出。输入、输出均为低电平有效， Y 0、 即0表示有信号，1表示无信号，其真值表见下表。
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3位二进制编码器的逻辑函数表 达式 ：
编码输出
Y0=I1+I3+I5+I7
Y1=I2+I3+I6+I7 Y2=I4+I5+I6+I7 普通编码器在任何时刻只能 对0、1、2、…、7中的一个输入 信号进行编号，不允许同时输入 两个1。
半导体数码管的7个发光二极管内部接法可分为共阴极和共阳极两种 。
(a)共阴极 数码管内部的发光二极管电路
(b)共阳极
2．显示译码集成电路
显示译码集成电路CT5449的外引脚排列 如图所示，A0、A1、A2、A3为BCD码的4个输 入端，Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg为七段码 的7个输出端，与数码管对应的a、b、c、d、e、 f、g引脚连接， 为消隐控制端。 BI
8.3.1 通用译码器
通用译码器常用的有二进制译码器、二一十进制译码器。
1．二进制译码器
（1）类型 将二进制码按其原意翻译成相应的输出信号的电路，称为二进 制译码器。2—4线译码器，即有2条输入线A0、A1，有4种输入信息00、01、10、 11，输出的4条线Y0～Y3分别代表0、1、2、3四个数字。
CT5449外引脚排图
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对于共阴极数码管，与其配套的显示译码集成电路的输出端Ya~Yg必须是 低电平有效的，对于共阳极数码管，与其配套的显示译码集成电路的输出端 Ya~Yg应为高电平有效的。
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8.1.3 组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路的设计就是根据给定的功能要求，画出实现该功能的逻辑电 路。
组合逻辑电路的设计步骤为：
组合逻辑电路的设计步骤
根据实际问题的逻辑关建立真值表；
例题逻辑电路
第二步，对逻辑表达式进行化简。
Y A ABC B ABC C ABC
A B C） （ ABC A B C ABC A B C ABC
第三步，由化简逻辑函数表达式列出真值表。 第四步，根据真值表分析确定逻辑功能为： “ 一致判别电路” 4
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由真值表写出逻辑函数表达式；
化简逻辑函数式； 根据逻辑函数式画出由门电路组成的逻辑电路图。
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1．表决逻辑电路的制作 将74LS00集成电路接成图8-16所示的表决逻辑电路，接上+5V电源。
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1．查阅元器件资料 通过上网搜寻、查阅集成电路 74LS247、CC4069、数码管BS204的 相关资料，了解其逻辑功能，获得引 脚排列图，阅读使用说明。 2.安装电路 按图8-34安装电路，注意集成电路 的引脚排列方向不要搞反。检查电路 连线无误后，接上+5V电源。
8.1 组合逻辑电路的基本知识 8.2 编码器
8.3 译码器
项目小结
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8.1 组合逻辑电路的基本知识
8.1.1 组合逻辑电路的读图方法
组合逻辑电路的读图一般按以的步骤进行：
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例题
பைடு நூலகம்
读右图，分析电路的逻辑功能。
解：第一步，根据电路逐级写出逻辑表达式。
Y1 ABC Y2 AY1 A ABC Y3 BY1 B ABC Y4 CY1 C ABC Y Y2 Y3 Y4 A ABC B ABC C ABC
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8.1.1 组合逻辑电路的类型
1. 编码器
在数字电路中，用若干二进制数码（0和1）按一定的规律编排成不同的代 码，并赋予每个代码以给定的含义，称为编码。用来完成编码工作的电路通称 为编码器。
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组合逻辑电路的读图步骤
根据给定的逻辑原理电路图，由输入到输出逐级推导出输出逻辑函数表达 式。 对所得到的表达式进行化简和变换，得到最简式。 依据简化的逻辑函数表达式列出真值表，根据真值表分析、确定电路所完 成的逻辑功能。 3
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