设计三人表决电路

如按下“I1”则I1输入为高电平，于是Y0输出为1，而Y3、 Y2、Y1均输出为0,整个编码器输出为0001,如按下“I7”则 Y2、Y1、Y0输出为1,Y3为0,整个输出为0111。
学习要点
• 1．分析组合逻辑电路的步骤是：
• 2. 编码就是将符号或数码按一定的规律编排成一 组组代码，并使每组代码具有一定的含义。能够 完成编码的电路称为编码器。编码器有二进制编 码器和十进制编码器等。
共 阳 极 共 阴 极
（2）液晶显示器（LCD） LCD还具有显示柔和、字迹清晰、体积小、重量轻、可靠性 高、使用寿命长等优点。
• 3.BCD—七段显示译码器
举例：集成译码器CT74LS247的外形及引脚排列图
a） 外形图
b） 引脚排列
介绍：GND为接地端。+VCC为电源端，A3、A2、A1、A0 g 为逻辑信号（译码）输 为代码输入端， 、f 、 a、 d、 b、 c、 e 出端， LT为试灯端， BI 为灭灯端， RBI 为清零端。 CT74LS247译码器的译码输出端分别与七段显示器的各段 相连。
S 1 0 0 0 0 B A
Y1 Y2 Y3 Y0
× × 0 0 1 1 0 1 0 1
1 1 1 1 0
1 1 1 0 1
1 1 0 1 1
1 0 1 1 1
图9-9 2线—4线译码器
二、译码器的功能
1．二进制译码器
二进制译码器是将二进制代码的各种状态，按其原意“翻译” 成对应的输出信号的电路。n位二进制代码有2n个取值组 合，对应的输出信号就有2n个。
A、B是两 个输入端、 Y3Y2Y1Y0是 四个输出端
2线－4线译码器示意图
2．二—十进制译码器
将二—十进制代码翻译成0～9十个十进制数信号的电路叫 做二—十进制译码器。通常也叫做4线——10线译码器。
下图为8421BCD码译码器逻辑图，输出低电平有效
Y0 A BC D
Y1 ABCD Y2 ABC D
元器件选择
序 号 1 2 分 类 IC1、IC2 IC3 R1～R6 R7 3 4 5 6 7 R8 C1～C3 S1～S3 LED 其它
表9-1 元器件明细表
名 称 双四输入与非门 OC门 电阻 电阻 电阻 圆片电容 按钮 型号规格 CD4012 ULN2003AN 47kΩ 27kΩ 2.7kΩ 0.01μF 数量 2 1 6 1 1 3 3
Ci Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai Bi Ci1 Ai BiCi1
化简逻辑表达式：
根据逻辑表达式，画出逻辑图
三、设计一个三人表决电路
要求：电路供A、B、C三个人投票表决使用，每人一个按键， 赞成就按下按键，用“1”表示，不赞成就不按，用“0” 来表示。当两人或两人以上同意时，才能通过，表决结果 用发光二极管来指示，亮（通过）即“1”，不亮（不通 过）即“0”。要求用“与非门”电路来实现该逻辑功能。 （1）由逻辑功能来列出真值表
输 入 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输 出 Y 0 0 0 1 0 1 1 1
• （2）根据真值表写出逻辑函数表达式：
Y ABC ABC ABC ABC • （3）化简并变换成与非门的形式
Y ABC ABC ABC ABC ABC ABC BC( A A) ABC B( AC C ) ABC B( A C ) ABC AB BC A( BC B) BC A(C B) BC AB BC AC AB BC AC ABBC AC
• 编码器的真值表
十 进 制 数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 输 入 变 量 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 Y3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 输 出 Y2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Y1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Y0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Y1 AB
Y2 A C
Y3 BC
Y4 B C
Y5 Y1 Y2
Y6 Y3 Y4
Y Y5 Y6 Y1 Y2 Y3 Y4
AB A C ( BC BC )
• 2．化简
Y AB A C ( BC BC )
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Y1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
Y2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
Y3 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
Y4 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
Y5 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
Y6 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
• 2．二-十进制编码器——将十进制数字0～9编成二进
制代码的电路，叫做二-十进制编码器
输入端 有10个
输出端有4个 输出的逻辑函数表达式：
Y3 = I8 + I9 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y0 = I1 + I3 + I5 + I7
二、加法器设计方法
• 1．半加器
设Ai、Bi为半加器的两个输入端，即加数和被加数；Si为本 位相加的和，Ci为向高位的进位信号。根据半加器的运算 要求，列出半加器的真值表,见表9-9
输 入 Ai Bi 0 0 1 1 0 1 0 1 输 出 Si Ci 0 1 1 0 0 0 0 1 表达式的写法：从表 中找出输出为1的各行， 把每行的输入变量写 成乘积的形式，遇到0 的输入变量加非号
由真值表写出Si和Ci的逻辑函数表达式
S i AB AB A B Ci AB
画出逻辑电路图
• 2．全加器
设全加器用Ai、Bi、Ci-1分别表示三个输入端，即被加数、 加数和低位送来的进位数；两个输出端分别用Si、Ci表示 和数和向高位的进位数。根据全加器的要求,列出全加器 的真值表，如表9-10所示
分段数码显示器 应用较为广泛
图9-12 七段显示器字形
（1）半导体数码显示器（LED数字显示器）
图9-13 LED数字显示器
图9-14 LED数字显示器的外形图
1）LED数字显示器各引脚的功能为： • 1a、b、c、d、e、f、g：字形七段输入端。 • 2VCC：电源。 • 3GND：接地端。 • 4dp：小数点输入端。 2）LED数字显示器内部发光二极管的接法有两种——共阴 极和共阳极接法，如图9-15所示。
——优先编码器
• 优先编码器能按信号的优先级别进行编码 • 常用CT74LS147型10/4线优先编码器
图9-7 CT74LS147的外形
T74LS147引脚排列
任务2 认识译码器
一、译码器
译码器——是将具有特定含义的二进制代码“翻译”成相应 的输出信号，译码器和编码器互为逆过程。 常见的译码器——有二进制译码器、十进制译码器和显示译 码器等。 表9-6 2线——4线译码器真值表
半加 器的 逻辑 符号
全加 器的 逻辑 符号
• 半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。不 考虑来自低位的进位信号，所以有两个输入端、两个输出 端。Ai、Bi为半加器的两个输入端，即加数和被加数；Si 为本位相加的和，Ci为向高位的进位信号。 • 全加器是实现二进制全加的运算，它的特点是考虑来自低 位的进位信号，能够完成被加数、加数和低位送来的进位 数三者的相加。所以全加器有三个输入端：Ai、Bi、Ci-1； 两个输出端：和数Si和向高位的进位Ci。
项目九
设计制作三人表决电路
• 任务１ 分析编码器 • 任务2 认识译码器 • 任务3 设计组合逻辑电路 • 操作指导
看一看：三人表决电路
实 物 示 意 图
电 路 组 成 框 图
图中有两个双四输入与非门CD4012和一个OC门，当三个按 钮S1、S2、S3中有两个或两个以上闭合的时候，表示成功 的灯就亮了。
红发光二极管 1 实验板（万能板）、集成电路插座16引脚一块 、14引脚两块。
任务１ 分析编码器
编码器——是一种组合逻辑电路。组合逻辑电路是没有记 忆功能的 ，其任何时刻的输出状态直接由当时的输入状 态决定，而与电路前一个时刻的状态无关。
一、认识组合逻辑电路
二、组合逻辑电路的分析步骤
• 1．由逻辑电路图写出逻辑函数表达式
具有异或门的逻辑 功能
B、C输入相同输出为“0”； B、C输入不同，输出为“1”
总结：组合逻辑电路的分析步骤
二、编码器
编码——就是将符号或数码按一定的规律编排成一组组代码， 并使每组代码具有一定的含义。 编码器——能够完成数字编码的电路称为编码器。 常见编码器——二进制编码器和二-十进制编码器 • 1．二进制编码器——是用n位二进制代码对2n个信号进 行编码的电路 举例：三位二进制编码器逻辑图
十 进 三位 二进 制编 码器 真值 表 制 数 0 1 2 3 4 5 6 7
输 入 变 量 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 0 0 0 0 1 1 1 1
输 Y1 0 0 1 1 0 0 1 1
出 Y0 0 1 0 1 0 1 0 1
所以三位二进制编码器的输入端有8个，输出端有3个， 集成三位二进制编码器称为8-3线编码器。
( AB A C ) BC BC ( AB A C ) BC BC
( AB A C) (B C) (B C) (B C) (B C) BC
• 3．分析逻辑功能
表9-2 真值表
B 0 0 1 1 C 0 1 0 1 Y 0 1 1 0
输 入 Ai Bi 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 输 出
Ci-1
0 1 0 1 0 1 0 1
Si
0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1
Ci
由真值表写出逻辑表达式为：S A B C A B C A B C A B C i i i i1 i i i1 i i i1 i i i1
• （4）由逻辑函数表达式画出逻辑电路图
学习要点：
• 1．半加器的特点是在运算时不考虑低位的进位， 而全加器则除了把本位的两个数相加外，还要考 虑低位送来的进位。全加器可由两个半加器和一 个或门组成。 • 2．组合逻辑电路的设计步骤：
操作指导
Y7 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
Y8 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
Y9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
例如：8421BCD译码器的输入端DCBA＝0000时，输出Y0＝0,而Y1＝Y2 ＝……＝Y9＝1。Y0被译出。
• 2.数码显示器
分段数码显示器 半导体数码显示器 液晶显示器 荧光显示器
表9-8 CT74LS247译码器功能表
学习要点：
• 1．译码器就是将具有特定含义的二进制代码按其 原意“翻译”出来，并转换成相应的输出信号。 • 2．常用的译码器有二进制译码器、二——十进制 译码器和显示译码器三类。 • 3．分析各类译码器和识读常见集成译码器。
任务3 设计组合逻辑电路
一、两种加法器的逻辑符号图
Y5 ABC D Y6 ABC D
Y3 A BCD
Y7 ABCD
Y4 ABC D
Y8 A BC D
Y9 A BC D
当DCBA分别为0000～1001十个8421BCD码时，就可以 得到8421BCD译码器的真值表
表9-7 8421BCD译码器真值表
D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y0
由编码的逻辑电路可以得到Y2 、 Y1 、Y0 的逻辑函数表达式：
Y0 = I1 + I 3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I 3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7
Leabharlann Baidu
在任何时刻，编码器只能对一个输入信号进行编码，可根据需要输入 有效电平，可以输入高电平有效也可以输入低电平有效。