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YCF（中职）电子技术基础与技能模块6教学课件第二版模块模块6 组合逻辑电路组合逻辑电路下一页电子技子技术基基础与技能（与技能（电气气电力力类）（第）（第2版）版）目录目录课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识 课题2 2 编码器器课题3 3 译码器器上一页 下一页 返回任务导入任务导入 下下图所示是我所示是我们生活中常生活中常见的一些的一些实际装置，（装置，（a a）为交通信号灯交通信号灯实例，例，图（b b）为表决器表决器实例。若例。若图（a a）中路口）中路口两两侧的灯同的灯同时显示示为红色，色，则信号灯出信号灯出现了故障。如何了故障。如何实现故障故障监测呢？本任呢？本任务组合合逻辑电路可路可实现上述功能。上述功能。上一页下一页返回任务导入任务导入（a a）交通信号灯实例）交通信号灯实例 （b b）表决器实例）表决器实例 上一页下一页返回课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识 掌握掌握组合合逻辑电路的分析方法和步路的分析方法和步骤。了解了解组合合逻辑电路的种路的种类。能运用能运用逻辑代数代数对逻辑函数函数进行化行化简，了解其在工程，了解其在工程应用中用中的的实际意意义。上一页下一页返回课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识一、一、逻辑代数代数研究研究逻辑关系的数学称关系的数学称为逻辑代数，又称代数，又称为布布尔代数，它是分析代数，它是分析和和设计逻辑电路的数学工具。路的数学工具。1 1基本基本逻辑运算法运算法则（1 1）逻辑乘：乘：0A0A 0 1A0 1A A AAA AA A AA A 0 0（2 2）逻辑加：加：0 0A A A 1A 1A A 1 A1 AA A A AA A 1 1（3 3）逻辑非：非：上一页 下一页 返回课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识下一页返回上一页2 2逻辑代数的基本定律代数的基本定律（1 1）交）交换律：律：ABAB BA ABA AB B B BA A（2 2）结合律：合律：ABCABC (AB)C(AB)C A(BC)A(BC)A AB BC C A A(B(BC)C)(A(AB)B)C C（3 3）分配律：）分配律：A(BA(BC)C)ABABACAC A ABCBC (A(AB)(AB)(AC)C)（4 4）吸收律：）吸收律：A(AA(AB)B)A A(A A(B)B)AB AAB AABAB A A A ABB A AB ABB ABAA A (AA (AB)(AB)(A)A A（5 5）反演律（狄）反演律（狄摩根定律）：摩根定律）：证明明反演反演律律证明证明吸收吸收律律 证：课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识上一页返回下一页3 3逻辑代数的代入代数的代入规则在任何一个在任何一个逻辑等式中，将等式两等式中，将等式两边相同的部分用一个相同的部分用一个新的新的变量代替，等式仍然成立。量代替，等式仍然成立。这个个规则就称就称为代入代入规则。下一页上一页返回例如，已知例如，已知，利用代入规则将等式中的利用代入规则将等式中的B用新变量用新变量BC代替，则等式将变成代替，则等式将变成 课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识 4 4逻辑函数的化函数的化简一个一个逻辑函数可以有函数可以有许多种不同的表达式多种不同的表达式例例:FABC 与或表达式与或表达式(AC)(B)或与表达式或与表达式与非与非表达式与非与非表达式对于于逻辑代数中的基本运算，都可用相代数中的基本运算，都可用相应的的门电路路实现，因此一个，因此一个逻辑函数式，一定可以用若干函数式，一定可以用若干门电路的路的组合来合来实现。逻辑电路，按其列出的路，按其列出的逻辑函数表达式越函数表达式越简单，也越有利于，也越有利于简化化对电路路逻辑功能的分析，所以必功能的分析，所以必须对逻辑函数函数进行化行化简。上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识例例1 化化简解:=A 上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识例例2 化化简解：=上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识例例3 化化简=解：上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识 例例4 将将变为与非与非与非与非式式。解解：=上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识二、二、组合合逻辑电路的分析路的分析 一般分析步一般分析步骤如下如下:1.1.写出已知写出已知逻辑电路的函数表达式。方法是直接从路的函数表达式。方法是直接从输入到入到输出出逐逐级写出写出逻辑函数表达式。函数表达式。2.2.化化简逻辑函数，得到最函数，得到最简逻辑表达式。表达式。3.3.列出真列出真值表。表。4.4.根据真根据真值表或最表或最简逻辑表达式确定表达式确定电路功能。路功能。组合合电路分析路分析的一般步的一般步骤，可用下，可用下图所示框所示框图表示。表示。下一页上一页返回例例1 试分析左分析左图所示所示电路的路的逻辑功能功能1）从输入到输出逐级写出输出端）从输入到输出逐级写出输出端的函数表达式的函数表达式解解：（2）对表达式进行化简）对表达式进行化简=（3）列出函数真值表，见左表所示。）列出函数真值表，见左表所示。ABF001010100111由式和表可知，左图所示电路是一个由式和表可知，左图所示电路是一个同或同或门门 课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识上一页返回下一页应用用举例例例例2 试分析左分析左图所示所示电路的路的逻辑功能。功能。（1）逐级写出输出端的逻辑表达式）逐级写出输出端的逻辑表达式（2）上）上 式已是最简，故可不用化简。式已是最简，故可不用化简。（3）列真值表）列真值表 ABCF00000011010101101001101011001111(4)确定电路功能确定电路功能由表可知，当由表可知，当A、B、C的取值组合中，的取值组合中，只有奇数个只有奇数个1时，输出为时，输出为1，否则为，否则为0，所以左图所示电路为所以左图所示电路为3位奇偶检验器位奇偶检验器。课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识上一页返回下一页课题1 1 组合合逻辑电路的基本知路的基本知识三、三、组合合逻辑电路的路的类型型1 1加法器加法器 半加器半加器 全加器全加器2 2编码器器 普通普通编码器器 优先先编码器器 3 3译码器器 4 4数据数据选择器器 5 5数数值比比较器器动画上一页下一页返回课题2 2 编码器器 通通过应用用实例，了解例，了解编码器的基本功能。器的基本功能。了解典型集成了解典型集成编码电路的引脚功能并能正确使用。路的引脚功能并能正确使用。上一页下一页返回课题2 2 编码器器所所谓编码就是用文字、符号或数就是用文字、符号或数码表示某一表示某一对象或信号的象或信号的过程。程。编码器是能器是能够实现编码的的逻辑电路。路。编码器是一个多输入、多输出的电路。编码器是一个多输入、多输出的电路。通常输入端多于输出端。通常输入端多于输出端。n位二进制代码有位二进制代码有2n个状态，可以表示个状态，可以表示2n个信息个信息。常用的编码器有常用的编码器有二进制二进制编码器、编码器、二二-十进制十进制编码器、编码器、优先优先编码器等编码器等 上一页返回下一页课题2 2 编码器器一、一、二二进制制编码器器1分析要求分析要求二二进制制编码器是由器是由n n位二位二进制数表示制数表示2n2n个信号的个信号的编码电路。路。三位二三位二进制制编码器：器：8 8个信号用一个信号用一组三位二三位二进制数来表示。制数来表示。输入用入用I0I0，I1I1，I7I7表示十表示十进制制0 07 7八个数，八个数，8 8个信号可用个信号可用一一组三位二三位二进制数来表示，制数来表示，下一页上一页返回课题2 2 编码器器2列真列真值表表IY2Y1Y0I0000I1001I2010I3011I4100I5101I6110I71113写表达式写表达式Y2I4I5I6I7Y1I2I3I6I7 Y0I1I3I5I7用用与非与非-与非与非表达式表示为表达式表示为 上一页返回下一页上一页返回下一页课题2 2 编码器器4画逻辑图画逻辑图课题2 2 编码器器二、二十二、二十进制数制数编码器器 将十将十进制数制数09编成二成二进制代制代码的的电路，称路，称为二二十十进制制编码器。器。例：例：8421BCD编码器器 1 1分析要求分析要求 要要对10个信号个信号进行行编码，至少需要，至少需要4位二位二进制代制代码。因因为2410，所以二十，所以二十进制制编器有十个器有十个输入和入和4个个输出。出。上一页返回下一页课题2 2 编码器器2列真列真值表表十进制数输入变量8421BCD码Y3Y2Y1Y00I000001I100012I200103I300114I401005I501016I601107I701118I810009I91001上一页返回下一页课题2 2 编码器器3 3写表达式写表达式 上一页下一页返回上一页返回下一页课题2 2 编码器器4 4画画逻辑图 课题2 2 编码器器 三、三、优先先编码器器 允允许同同时输入两个或两个以上入两个或两个以上输入信号，入信号，电路将路将对优先先级别高的高的输入入信号信号编码，这样的的电路称路称为优先先编码器。器。8 8线-3-3线74LS14874LS148优先先编码器的引脚排列器的引脚排列图 上一页 下一页返回训练项目：目：8421BCD8421BCD编码器器逻辑功能功能测试*技能目技能目标（1 1）熟悉）熟悉8421BCD8421BCD编码器芯片的外型、引脚排列。器芯片的外型、引脚排列。（2 2）测试8421BCD8421BCD编码器的器的逻辑功能，学会使用功能，学会使用编码器集成器件。器集成器件。*工具、元件和工具、元件和仪器器（1 1）74LS14774LS147芯片一芯片一块。（2 2）1k1k电阻阻9 9只，只，100100电阻阻4 4只。只。（3 3）+5V+5V直流直流电源源（4 4）发光二极管光二极管(LED)4(LED)4只。只。（5 5）钮子开关子开关2 2只。只。上一页下一页返回训练项目：目：8421BCD8421BCD编码器器逻辑功能功能测试实训步步骤1 1认识74LS14774LS147 74LS147 74LS147 为8421BCD8421BCD优先先编码器器 ，输入低入低电平有效，大数平有效，大数优先先编码。2 2接接线 按下按下图接好接好电路。路。输入端分入端分别通通过1k1k电阻接开关公共端，开关两触阻接开关公共端，开关两触点一个接点一个接+5V+5V电源正极，一个接地（源正极，一个接地（+5V+5V电源源负极），以极），以实现输入入0 0、1 1转换。每一每一输出端接一个出端接一个LEDLED正极，正极，LEDLED负极通极通过100100电阻接地。集成阻接地。集成电路的路的VCCVCC端接端接+5V+5V电源正极，源正极，GNDGND接接+5V+5V电源源负极。极。上一页下一页返回训练项目：目：8421BCD8421BCD编码器器逻辑功能功能测试上一页下一页返回训练项目：目：8421BCD8421BCD编码器器逻辑功能功能测试3 3调试、测量量操作开关操作开关S1S1S9S9，按右表，按右表给 置置值，同，同时填写填写 之之值（灯亮（灯亮为1 1，不亮，不亮为0 0）。）。填写填写输出代出代码是是对哪个十哪个十进制数的制数的编码。训练拓展拓展从表中的数据来看，从表中的数据来看，74LS14774LS147输入是低入是低电平有效平有效还是高是高电平有效？平有效？输入信入信号号优先先级别如何？如何？上一页 下一页返回课题3 3 译码器器了解了解译码器的基本功能。器的基本功能。了解典型集成了解典型集成译码电路的引脚功能并能正确使用。路的引脚功能并能正确使用。了解常用数了解常用数码显示器件的基本示器件的基本结构和工作原理。构和工作原理。通通过搭接数搭接数码管管显示示电路，学会路，学会应用用译码显示器。示器。上一页下一页返回课题3 3 译码器器一、二一、二进制制译码器器 译码是是编码的反的反过程，是将程，是将给定的二定的二进制代制代码翻翻译成成编码时赋予予的原意的原意。完成完成这种功能的种功能的电路称路称为译码器器。例：例：2 2线4 4线译码器器输 入入输 出出EAB000111000111010101011011011111111 2.2.表达式表达式 1.1.真真值表表上一页返回下一页动画课题3 3 译码器器3.3.画画逻辑图 上一页返回下一页课题3 3 译码器器 二、三二、三变量量译码器器 以以中中规模模集集成成芯芯片片74LS13874LS138为例例说明明三三变量量译码器器的的工工作作原原理理、特点、功能及特点、功能及应用。用。上一页下一页返回74LS13874LS138译码器真器真值表表输 入入输 出出STAA2A1A011111111101111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110上一页返回下一页课题3 3 译码器器课题3 3 译码器器741383线线8线译码器线译码器符号符号上一页返回下一页74LS13874LS138译码器器 课题3 3 译码器器74138741383 3线8 8线译码器器应用用两片两片74LS138组成的组成的4线线-16线译码器线译码器 上一页返回下一页课题3 3 译码器器74138741383 3线8 8线译码器器应用用YABAC函数发生器函数发生器 上一页返回下一页课题3 3 译码器器三、三、显示示译码器器 1 1数字数字显示器件示器件数字数字显示器件按示器件按发光物光物质的不同可分的不同可分为四四类:气体放气体放电显示器、示器、荧光数字光数字显示器、示器、半半导体体显示器，示器，液体数字液体数字显示器示器下一页上一页返回 2 2七段数字七段数字显示器原理示器原理动画 按内部按内部连接方式不同，七段数字接方式不同，七段数字显示器分示器分为共阴极共阴极和和共共阳极阳极两种。两种。3 3BCDBCD七段七段显显示示译码译码器器 BCDBCD七七段段显显示示译译码码器器能能把把 “84218421”二二一一十十进进制制代代码码译译成成对对应应于于数数码码管管的的七七个个字字段段信信号号，驱驱动动数数码码管管，显示出相应的十进制数码。显示出相应的十进制数码。课题3 3 译码器器上一页返回下一页上一页返回下一页CT74LS247译码器的外形及其引脚排列如下器的外形及其引脚排列如下图所示。所示。课题3 3 译码器器上一页返回下一页 CT74LS247译码器功能表器功能表 课题3 3 译码器器训练项目：目：74LS13874LS138功能功能测试与与应用用*技能目技能目标（1 1）熟悉）熟悉译码器芯片器芯片74LS13874LS138的外型、引脚排列。的外型、引脚排列。（2 2）测试74LS13874LS138的的逻辑功能，会正确使用功能，会正确使用74LS13874LS138。*工具、元件和工具、元件和仪器器（1 1）74LS13874LS138芯片一芯片一块。（2 2）1k1k电阻阻3 3只，只，100100电阻阻8 8只。只。（3 3）+5V+5V直流直流电源源（4 4）发光二极管光二极管(LED)8(LED)8只。只。（5 5）钮子开关子开关3 3只。只。上一页下一页返回 训练项目：目：74LS13874LS138功能功能测试与与应用用*实训步步骤 1 1接接线 按按图6-3-36-3-3接好接好电路。路。输入端通入端通过1k1k电阻接开关公共端，开关两触点阻接开关公共端，开关两触点一个接一个接+5V+5V电源正极，一个接地（源正极，一个接地（+5V+5V电源源负极），以极），以实现输入入0 0、1 1转换。输出端接出端接发光二极管正极，光二极管正极，发光二极管光二极管负极通极通过100100电阻接地。集成阻接地。集成电路的路的VCCVCC端接端接+5V+5V电源正极，源正极，GNDGND接地。使能端接有效接地。使能端接有效电平。平。上一页下一页返回训练项目：目：74LS13874LS138功能功能测试与与应用用接接线图上一页下一页返回训练项目：目：74LS13874LS138功能功能测试与与应用用2 2调试、测量量按表按表给 置置值，填写表格（灯亮，填写表格（灯亮为1 1，不亮，不亮为0 0）。）。训练拓展拓展1 1输出有效出有效电平是高平是高电平平还是低是低电平？平？2 2输出有效出有效电平端与平端与输入代入代码有何有何对应关系？关系？上一页 下一页返回