常用组合逻辑部件.ppt
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1、常用组合逻辑部件现在学习的是第1页,共86页第第5章章 常用组合逻辑部件常用组合逻辑部件现在学习的是第2页,共86页5.1 加法器加法器现在学习的是第3页,共86页1、半加器、半加器5.1.1 半加器和全加器半加器和全加器能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。半加器真值表Ai BiSi Ci0 00 11 01 10 01 01 00 1iiiiiiiiiiBACBABABAS=1&AiBiSiCiAiBiSiCiCO半加器符号半加器电路图加数本位的和向高位的进位现在学习的是第4页,共86页2、全加器、全加器能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位,即相当于3个
2、1位二进制数相加,求得和及进位的逻辑电路称为全加器。Ai Bi Ci-1Si Ci0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 01 01 00 11 00 10 11 1 AiBiCi-1000111100010111010 Si的卡诺图 AiBiCi-1000111100001010111 Ci的卡诺图17421iiiiCBAmmmmSiiiiiiiiBACBABAmmC153)(Ai、Bi:加数,Ci-1:低位来的进位,Si:本位的和,Ci:向高位的进位。现在学习的是第5页,共86页iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiBACBABACBABA
3、BACBACBABAmmC111153)()(全加器的逻辑图和逻辑符号全加器的逻辑图和逻辑符号=1&AiBiCi-1SiCi (a)逻辑图 (c)国标符号AiBiCi-1SiCiAiBiCi-1SiCi(b)曾用符号CI CO&FA=1111111111117421)()()()(iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBCBACBCBACBACBACBACBAmmmmS现在学习的是第6页,共86页11iiiiiiiCBCABAC 用与门和或门实现用与门和或门实现1111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS Si Ci111 Ai B
4、i Ci-1&现在学习的是第7页,共86页 用与或非门实现用与或非门实现 AiBiCi-1000111100010111010 Si的卡诺图 AiBiCi-1000111100001010111 Ci的卡诺图1111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS11iiiiiiiCBCABAC先求Si和Ci。为此,合并值为0的最小项。再取反,得:1111iiiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBASS11iiiiiiiiCBCABACC现在学习的是第8页,共86页CiSi&1&1AiBiCi-11111111iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS11iiiiiiiC
5、BCABAC现在学习的是第9页,共86页实现多位二进制数相加的电路称为加法器。1、串行进位加法器、串行进位加法器5.1.2 加法器加法器:把n位全加器串联起来,低位全加器的进位输出连接到相邻的高位全加器的进位输入。C3 S3 C2 S2 C1 S1 C0 S0C0-1A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0COCOCOCOCICICICI:进位信号是由低位向高位逐级传递的,速度不高。现在学习的是第10页,共86页2、并行进位加法器(超前进位加法器)、并行进位加法器(超前进位加法器)iiiBAG iiiBAP进位生成项进位生成项进位传递条件进位传递条件11)(iiiiiiiiiCPGCBA
6、BAC进位表达式进位表达式1001230123123233233323310012012122122212210010110111011100001000CPPPPGPPPGPPGPGCPGCCPSCPPPGPPGPGCPGCCPSCPPGPGCPGCCPSCPGCCPS11iiiiiiCPCBAS和表达式和表达式4位超前进位加法位超前进位加法器递推公式器递推公式现在学习的是第11页,共86页S0S1S2S3C3C0-1A0B0A1B1A2B2A3B3=1&1P0G0P1G1P2G2P3G311=1&=1&C0C1C21&=1=1=1=1&=1&现在学习的是第12页,共86页 16 15 14
7、 13 12 11 10 974LS283 1 2 3 4 5 6 7 8VCC B2 A2 S2 B3 A3 S3 C3TTL 加法器 74LS283 引脚图 16 15 14 13 12 11 10 94008 1 2 3 4 5 6 7 8VDDB3C3 S3 S2 S1 S0 C0-1CMOS加法器 4008 引脚图A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 VSSS1 B1 A1 S0 B0 A0 C0-1 GNDA15A12 B15B12 A11A8 B11B8 A7A4 B7B4 A3A0 B3B0 S15S14S13S12 S11S10S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S
8、2 S1 S04 位加法器4 位加法器4 位加法器4 位加法器C15 C11 C7 C3 C0-1加法器的级连加法器的级连集成二进制集成二进制4位超位超前进位加法器前进位加法器现在学习的是第13页,共86页5.1.3 加法器的应用加法器的应用1、8421 BCD码转换为余码转换为余3码码 BCD 码 0 0 1 1余 3 码 S3 S2 S1 S0C3 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 S3 S2 S1 S0C3 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0=1=1=1=1被加数/被减数加数/减数加减控制BCD码码+0011=余余3码码2、二进制并行加法、二
9、进制并行加法/减法器减法器C0-10时,时,B 0=B,电路,电路执行执行A+B运算;当运算;当C0-11时,时,B 1=B,电路执行,电路执行AB=A+B运算。运算。现在学习的是第14页,共86页3、二、二-十进制加法器十进制加法器C&进位输出被加数加数“0”1&8421 BCD 输出 S3 S2 S1 S0C3 4 位二进制加法器 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 S3 S2 S1 S0C3 4 位二进制加法器 C0-1 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0进位输入13233SSSSCC修正条件修正条件现在学习的是第15页,共86页5.2 数值比较器数值比
10、较器现在学习的是第16页,共86页用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器,简称比较器。5.2.1 1位数值比较器位数值比较器设AB时L11;AB时L21;AB时L31。得1位数值比较器的真值表。A BL1(AB)L2(AB)L3(A=B)L2(AB AB AB3A3B2A2B1A1B0A0B、AB AB)L2(AB)L3(A=B)111&1111111111&1&逻辑图逻辑图现在学习的是第21页,共86页5.2.3 比较器的级联比较器的级联 16 15 14 1 3 12 11 10 974LS85 1 2 3 4 5 6 7 8VCC A3 B2 A2 A1 B1 A0 B0
11、B3 AB AB A=B AB AB AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB、AB ABAB AB ABAB AB ABAB AB必须预先预置为0,最低4位的级联输入端AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB A=B现在学习的是第24页,共86页5.3 编码器编码器现在学习的是第25页,共86页实现编码操作的电路称为编码器。输入输 出Y2 Y1 Y0I0I1I2I3I4I5I6I70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 0 01 1 15.3.1 二进制编码器二进制编码器1、3位二进制编码器位二进制编码器输输入入8个互斥的信号输个互
12、斥的信号输出出3位二进制代码位二进制代码真真值值表表现在学习的是第26页,共86页753175310763276321765476542IIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIIIIIYI7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y2 Y1 Y0I7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y2 Y1 Y0(a)由或门构成(b)由与非门构成111&逻逻辑辑表表达达式式逻辑图逻辑图现在学习的是第27页,共86页2、3位二进制优先编码器位二进制优先编码器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。输 入I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0输 出Y2 Y1 Y010 10 0
13、 10 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 11 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 0设I7的优先级别最高,I6次之,依此类推,I0最低。真真值值表表现在学习的是第28页,共86页12463465671234567345675677024534567234567345676771456745675676772IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIY逻辑表达式逻辑表达式现在学习的是第29页,共
14、86页逻辑图逻辑图111111&1&Y2 Y1 Y0I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I08线线-3线线优优先先编编码码器器如果要求输出、输入均为反变量,则只要在图中的每一个输出端和输入端都加上反相器就可以了。现在学习的是第30页,共86页3、集成、集成3位二进制优先编码器位二进制优先编码器VCC YS YEX I3 I2 I1 I0 Y0I4 I5 I6 I7 ST Y2 Y1 GND 16 15 14 13 12 11 10 974LS148 1 2 3 4 5 6 7 8 Y2 Y1 Y0 YS YEXST I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 6 7 9 15 147
15、4LS148 5 4 3 2 1 13 12 11 10(a)引脚排列图(b)逻辑功能示意图ST为使能输入端,低电平有效。YS为使能输出端,通常接至低位芯片的端。YS和ST配合可以实现多级编码器之间的优先级别的控制。YEX为扩展输出端,是控制标志。YEX 0表示是编码输出;YEX 1表示不是编码输出。集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148现在学习的是第31页,共86页输 入输 出ST01234567 IIIIIIII012 YYYEXYSY10000000001 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1
16、1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 01 1 11 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 11 00 10 10 10 10 10 10 10 1集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148的真值表的真值表输输入入:逻辑:逻辑0(0(低电平)有效低电平)有效输输出出:逻辑:逻辑0(0(低电平)有效低电平)有效现在学习的是第32页,共86页 Y0 Y1 Y2 Y3 YEX Y0 Y1 Y2 YEXYS 低位片 ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y
17、1 Y2 YEXYS 高位片 ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15&集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148的级联的级联16线线-4线优先编码器线优先编码器优先级别从015 II递降现在学习的是第33页,共86页输 入I输 出Y3 Y2 Y1 Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1
18、1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 15.3.2 二二-十进制编码器十进制编码器1、8421 BCD码编码器码编码器输输入入10个互斥的数码个互斥的数码输输出出4位二进制代码位二进制代码真真值值表表现在学习的是第34页,共86页9753197531076327632176547654298983IIIIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIIIIIYIIIIY逻辑表达式逻辑表达式I9 I8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0Y3 Y2 Y1 Y0(a)由或门构成1111I9 I8 I7I6I5I4 I3I2 I1 I0(b)由与非门构成Y3 Y2 Y1 Y0&逻辑图逻辑图现在学
19、习的是第35页,共86页I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0Y3 Y2 Y1 Y01 0 1 0 0 1 0 0 0 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 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 0 11 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 02、8421 BCD码优先编码器码优先编码器真值表真值表优先级别从 I9至 I0递降现在学习的是第36页,共86页逻辑表达式逻辑表达式124
20、683468568789123456789345678956789789902458934589689789234567893456789678978914895896897894567895678967897892898993IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIYIIIIIY现在学习的是第37页,共86页逻辑图逻辑图11111111 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y3 Y2 Y1
21、Y01&1&1&1在每一个输入端和输出端都加上反相器,便可得到输入和输出均为反变量的 8421 BCD 码优先编码器。10线-4线优先编码器现在学习的是第38页,共86页 16 15 14 13 12 11 10 974LS147 1 2 3 4 5 6 7 8VCC NC Y3 I3 I2 I1 I9 Y0I4 I5 I6 I7 I8 Y2 Y1 GND3、集成、集成10线线-4线优先编码器线优先编码器输入端和输出端都是低电平有效现在学习的是第39页,共86页5.4 译码器译码器现在学习的是第40页,共86页译码器就是把一种代码转换为另一种代码的电路。把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译
22、码,实现译码操作的电路称为译码器。5.4.1 二进制译码器二进制译码器设二进制译码器的输入端为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)。二进制译码器可以译出输入变量的全部状态,故又称为变量译码器。现在学习的是第41页,共86页1、3位二进制译码器位二进制译码器A2 A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0
23、0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 1真值表真值表输输入入:3位二进制代码输位二进制代码输出出:8个互斥的信号个互斥的信号现在学习的是第42页,共86页01270126012501240123012201210120AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAY&111 A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图电路特点电路特点:与门组成的阵列:与门组成的阵列3 线-8 线译码器现在学习的是第43页,共86页2、集成二进制译码器、集成二进制译码器74
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