合肥学院数字逻辑第七章详解

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7 . 1 常用中规模组合逻辑电路
7 . 1 . 1 二进制并行加法器 7 . 1 . 2 编码器和译码器 7 . 1 . 3 多路选择器和多路分配器
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7 . 1 常用中规模组合逻辑电路 7.1.1 二进制并行加法器
（一）加法器的功能与分类 功能：实现N位二进制数相加 按实现方法分类：串行进位加法器、超前进位加法器
例：对101键盘编码时，采用了7位二进制代码 ASCⅡ码。27＝128＞101>26=64。
目前经常使用的编码器有普通编码器和优先编码 器两种。
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（一） 普通编码器
定义：任何时刻只允许输入一个有效编码请 求信号，否则输出将发生混乱。
举例：以一个三位二进制普通编码器为例， 说明普通编码器的工作原理。 八个病房呼叫请求
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（3） 选通输入端：只有在 S = 0时，编码器才 处于工作状态；而在 S = 1时，编码器处于禁止状态， 所有输出端均被封锁为高电平。
禁止 状态
工作 状态
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（4）选通输出端YS和扩展输出端YEX：为扩
展编码器功能而设置。
允许编码， 但无有效编
码请求
正在优先 编码
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（一） 二进制译码器
输入：二进制代码（N位）， 输出：2N个，每个输出仅包含一个最小项。
输入是三位二进 制代码、有八种状态， 八个输出端分别对应 其中一种输入状态。 因此，又把三位二进 制译码器称为3线—8 线译码器。
图7-7 三位二进制译码器的方框图
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输入：八个信号（对象）
对病房编码 I0~I7 （二值量） 输出：三位二进制代码
图3-4
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普通编码器的方框图
Y2Y1Y0 称八线—三线编码器
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设输入信号为1表示对该输入进行编码。
表3-4 编码器输入输出的对应关系
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 １０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
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以上通过对74LS148编码器逻辑功能的分析， 介绍了通过MSI器件逻辑功能表了解集成器件功能 的方法。
要求初步具备查阅器件手册的能力。不要求背 74LS148的功能表。
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图7-5 74LS148的逻辑符号
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编码输出的最高编位码输出为原码
(2)片无有效 编码请求时才 允许(1)片编码
第七章 中规模通用集成电路及其应用
人们为解决实践上遇到的各种逻辑问题，设计 了许多逻辑电路。然而，我们发现，其中有些逻辑 电路经常、大量出现在各种数字系统当中。为了方 便使用，各厂家已经把这些逻辑电路制造成中规模 集成的组合逻辑电路产品。
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第七章 中规模通用集成电路及其应用
7 . 1 常用中规模组合逻辑电路 7 . 2 常用中规模时序逻辑电路 7 . 3 常用中规模信号产生与变换电路
优先权
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图7-6 用74LS148接成的16线—4线优先编码器 22
二 译码器
译码： 编码的逆过程，将编码时赋予代码的特 定含义“翻译”出来。
译码器： 实现译码功能的电路。
编码对象
二进制代码
编码
译码
原来信息
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等。
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所以，在提供输入Ai、Bi和C0之后，
可以同时产生C1～C4。
通常将根据Pi、Gi和C0形成C1～C4的
逻辑电路称为先行进位发生器
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加法器的逻辑符号
（二）加法器的应用
加数
被加数 低位进位
N位加法运算、代码转换、减法器、十进制加法
例1：试用四位加法器实现 8421BCD码至余3BCD码的转换。
解：余3码比8421码多3，因此：
A3-A0：8421码 B3-B0：0011（3） CI0：0
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进位 和
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Z5 Z4 Z3 Z2 Z1 F4 F3 F2 F1 C0
B4 B3 B2 B1
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7.1.2 编码器和译码器
一、编码器
生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。
０１ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １
００ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０
００ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ １ １
００ ０ ０ １ ０ ０ ０ １ ０ ０
０ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０任何１时刻０只允１许输 ０ 其０它输０入０取值组０合０不允１许出０现，入１为一无个１关编项码０。请求
００ ０ ０ ０ ０ ０ １ １ １ １
表3-5 74LS148电路的功能表
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74LS148的逻辑功能描述：
(1) 编码输入端：逻辑符号输入端 I0~I7 上 面均有“—”号，这表示编码输入低电平有效。
允许编码， 但无有效 编码请求
优先权 最高
低电平 有效
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(2) 编码输出端 Y2、Y1、Y0 ：从功能表可以 看出，74LS148编码器的编码输出是反码。
编码器
译码器
数字电路只能以二进制信号工作。
用二进制代码表示文字、符号或者数码等特定 对象的过程，称为编码。
实现编码的逻辑电路，称为编码器。
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对M个信号编码时，应如何确定位数N？
N位二进制代码可以表示多少个信号？
例：对101键盘编码时，采用几位二进制代码？ 编码原则：N位二进制代码可以表示2N个信号， 则对M个信号编码时，应由2N ≥M>2N-1来确定位数N。
（1）串行进位加法器 低位全加器进位输出
高位全加器进位输入
如图：用全加器实现4位
二进制数相加。
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注意：CI0=0
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（2）超前进位加法器 进位位直接由加数、被加数和最低位进位位CI0形成。
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四位二进制并行加法器T693构成思想如下： 第i位全加器的进位输出函数表达式为
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（二） 优先编码器
在优先编码器中，允许同时输入两个以上的有 效编码请求信号。
当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权 最高的一个进行编码。
优先级别的高低由设计者根据输入信号的轻重 缓急情况而定。如根据病情而设定优先权。
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例：八线—三线优先编码器74LS148