第6章组合逻辑电路精选文档.ppt
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1、第6章组合逻辑电路本讲稿第一页,共三十二页 6.1 组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计 组合逻辑电路是由组合逻辑电路是由基本的逻辑门电路组合基本的逻辑门电路组合而成,而成,其主要特点是其主要特点是:电路在任何时刻的输电路在任何时刻的输出状态只与该时刻的输入状态有关,而与出状态只与该时刻的输入状态有关,而与先前的输入状态无关。先前的输入状态无关。本讲稿第二页,共三十二页 6.1.1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析,就是组合逻辑电路的分析,就是对给定的组合逻辑电路进行对给定的组合逻辑电路进行逻辑描述,写出它的逻辑关逻辑描述,写出它的逻辑关系表达式以确定该电路
2、的功系表达式以确定该电路的功能,或提出改进方案。能,或提出改进方案。组合逻辑电路的组合逻辑电路的分析的概念分析的概念本讲稿第三页,共三十二页6.1.1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 (1)根据给定电路的逻辑结构,逐)根据给定电路的逻辑结构,逐级写出每个门电路的输入、输出关系级写出每个门电路的输入、输出关系式,最后得到整个电路的输入、输出式,最后得到整个电路的输入、输出关系式关系式;(2 2)用公式法或卡诺图法化简这个)用公式法或卡诺图法化简这个)用公式法或卡诺图法化简这个)用公式法或卡诺图法化简这个逻辑关系表达式逻辑关系表达式逻辑关系表达式逻辑关系表达式;(3 3)将各种可能的输入状态
3、组合代入简)将各种可能的输入状态组合代入简)将各种可能的输入状态组合代入简)将各种可能的输入状态组合代入简化的表达式中进行逻辑计算,求出真值表化的表达式中进行逻辑计算,求出真值表化的表达式中进行逻辑计算,求出真值表化的表达式中进行逻辑计算,求出真值表;(4 4)根据真值表,确定电路的逻辑)根据真值表,确定电路的逻辑)根据真值表,确定电路的逻辑)根据真值表,确定电路的逻辑功能或改进方案。有时逻辑功能难以用功能或改进方案。有时逻辑功能难以用功能或改进方案。有时逻辑功能难以用功能或改进方案。有时逻辑功能难以用简练的语言描述,此时列出真值表即可。简练的语言描述,此时列出真值表即可。简练的语言描述,此时
4、列出真值表即可。简练的语言描述,此时列出真值表即可。组合逻组合逻组合逻组合逻辑电路辑电路辑电路辑电路分析的分析的分析的分析的一般步一般步一般步一般步骤骤骤骤本讲稿第四页,共三十二页6.1.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计(1)分析设计要求,设定输入变量和分析设计要求,设定输入变量和输出变量,对它们进行状态赋值(即输出变量,对它们进行状态赋值(即规定输入、输出变量的规定输入、输出变量的0、1 1两种逻辑状两种逻辑状两种逻辑状两种逻辑状态的具体含义)态的具体含义)态的具体含义)态的具体含义);(2)根据逻辑功能列真值表根据逻辑功能列真值表;(3)根据真值表写出输出函数的最小根据真值表写出输
5、出函数的最小项表达式,用卡诺图法或公式法进行项表达式,用卡诺图法或公式法进行化简,并转换成命题所要求的逻辑函化简,并转换成命题所要求的逻辑函数表达式形式数表达式形式;(4 4)画出与所得表达式相对应的逻辑画出与所得表达式相对应的逻辑画出与所得表达式相对应的逻辑画出与所得表达式相对应的逻辑电路图。电路图。电路图。电路图。组合逻组合逻组合逻组合逻辑电路辑电路辑电路辑电路设计的设计的设计的设计的一般步一般步一般步一般步骤骤骤骤本讲稿第五页,共三十二页6.1.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计(1 1)状态赋值不同,输入、输出之间的)状态赋值不同,输入、输出之间的)状态赋值不同,输入、输出之间的
6、)状态赋值不同,输入、输出之间的逻辑关系也不同,得到的真值表也不同。逻辑关系也不同,得到的真值表也不同。逻辑关系也不同,得到的真值表也不同。逻辑关系也不同,得到的真值表也不同。(2 2)应从工程实际出发,尽量减少设)应从工程实际出发,尽量减少设)应从工程实际出发,尽量减少设)应从工程实际出发,尽量减少设计电路所需元件的数量和品种。计电路所需元件的数量和品种。计电路所需元件的数量和品种。计电路所需元件的数量和品种。(3 3)提倡尽量采用集成门电路和现有各)提倡尽量采用集成门电路和现有各)提倡尽量采用集成门电路和现有各)提倡尽量采用集成门电路和现有各种通用集成电路进行逻辑设计,用通用集种通用集成电
7、路进行逻辑设计,用通用集种通用集成电路进行逻辑设计,用通用集种通用集成电路进行逻辑设计,用通用集成门电路构成的逻辑电路无论是在可靠性成门电路构成的逻辑电路无论是在可靠性成门电路构成的逻辑电路无论是在可靠性成门电路构成的逻辑电路无论是在可靠性方面,还是在性价比方面都有许多优势。方面,还是在性价比方面都有许多优势。方面,还是在性价比方面都有许多优势。方面,还是在性价比方面都有许多优势。(4 4)由于逻辑函数的表达式不是惟一)由于逻辑函数的表达式不是惟一)由于逻辑函数的表达式不是惟一)由于逻辑函数的表达式不是惟一的,因此,实现同一逻辑功能的电路也的,因此,实现同一逻辑功能的电路也的,因此,实现同一逻
8、辑功能的电路也的,因此,实现同一逻辑功能的电路也是多样的。在成本相同的情况下,应尽是多样的。在成本相同的情况下,应尽是多样的。在成本相同的情况下,应尽是多样的。在成本相同的情况下,应尽量采用较少的芯片。量采用较少的芯片。量采用较少的芯片。量采用较少的芯片。注注注注意意意意本讲稿第六页,共三十二页6.2 编码器和译码器编码器和译码器6.2.1 编码器编码器 在数字系统中,常将在数字系统中,常将在数字系统中,常将在数字系统中,常将具有特定意义的信息(数具有特定意义的信息(数具有特定意义的信息(数具有特定意义的信息(数字或字符)编成若干位代字或字符)编成若干位代字或字符)编成若干位代字或字符)编成若
9、干位代码,这一过程叫编码。实码,这一过程叫编码。实码,这一过程叫编码。实码,这一过程叫编码。实现编码操作的电路叫编码现编码操作的电路叫编码现编码操作的电路叫编码现编码操作的电路叫编码器。器。器。器。编码器框图编码器框图编码器框图编码器框图本讲稿第七页,共三十二页6.2.1 编码器编码器 1.二进制编码器二进制编码器 二进制编码器是将二进制编码器是将2的的m次幂个信号转换成次幂个信号转换成m位二进位二进制代码的电路,制代码的电路,8-3线编码线编码器即三位二进制编码器是器即三位二进制编码器是个普通的编码器,由于个普通的编码器,由于m=3,其功能是对八个输入信,其功能是对八个输入信号进行编码。号进
10、行编码。8-38-3线编码器线编码器线编码器线编码器本讲稿第八页,共三十二页6.2.1 编码器编码器 2.二二-十进制编码器十进制编码器将十进制数将十进制数09转换成二转换成二进制代码的电路,称为二进制代码的电路,称为二-十进制编码器。二十进制编码器。二-十进制十进制代码简称代码简称BCD代码,是以代码,是以二进制代码表示十进制数。二进制代码表示十进制数。8421BCD8421BCD码编码电路码编码电路码编码电路码编码电路本讲稿第九页,共三十二页6.2.1 编码器编码器3.8421BCD码优先编码器码优先编码器 当同时有一个以上的信号输入编码电路时,电路只能对其当同时有一个以上的信号输入编码电
11、路时,电路只能对其当同时有一个以上的信号输入编码电路时,电路只能对其当同时有一个以上的信号输入编码电路时,电路只能对其中一个优先级别最高的信号进行编码,这种编码器称为优中一个优先级别最高的信号进行编码,这种编码器称为优中一个优先级别最高的信号进行编码,这种编码器称为优中一个优先级别最高的信号进行编码,这种编码器称为优先编码器。优先编码器分为二进制优先编码器和先编码器。优先编码器分为二进制优先编码器和先编码器。优先编码器分为二进制优先编码器和先编码器。优先编码器分为二进制优先编码器和8421BCD码(二码(二码(二码(二-十进制)优先编码器。集成编码器多为十进制)优先编码器。集成编码器多为十进制
12、)优先编码器。集成编码器多为十进制)优先编码器。集成编码器多为优先编码器。优先编码器。优先编码器。优先编码器。本讲稿第十页,共三十二页6.2.2 译码器译码器 译码是编码的逆过程,把译码是编码的逆过程,把译码是编码的逆过程,把译码是编码的逆过程,把代码的特定含义代码的特定含义代码的特定含义代码的特定含义“翻译翻译翻译翻译”出来的过程叫做译码,实出来的过程叫做译码,实出来的过程叫做译码,实出来的过程叫做译码,实现译码操作的电路称为译现译码操作的电路称为译现译码操作的电路称为译现译码操作的电路称为译码器。译码器是数字系统码器。译码器是数字系统码器。译码器是数字系统码器。译码器是数字系统和计算机中常
13、用的一种逻和计算机中常用的一种逻和计算机中常用的一种逻和计算机中常用的一种逻辑部件。辑部件。辑部件。辑部件。译码器模型译码器模型本讲稿第十一页,共三十二页6.2.2 译码器译码器1.二进制译码器二进制译码器 二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来的电路。如果输入信号有翻译出来的电路。如果输入信号有n n位二进制代码,位二进制代码,位二进制代码,位二进制代码,输出信号为输出信号为输出信号为输出信号为mm个,则个,则个,则个,则m=2m=2的的的的n次幂次幂次幂次幂 。二进制译码器的逻。二进制译码器的逻。二进制译码器的逻。二进制译码器的逻辑特点
14、是,若输入为辑特点是,若输入为辑特点是,若输入为辑特点是,若输入为n n个,则输出信号有个,则输出信号有个,则输出信号有个,则输出信号有2 2的的的的n n次幂个,次幂个,次幂个,次幂个,对应每一种输入组合,只有一个输出为对应每一种输入组合,只有一个输出为对应每一种输入组合,只有一个输出为对应每一种输入组合,只有一个输出为1 1,其余全为,其余全为0 0。所以也称这种译码器为。所以也称这种译码器为。所以也称这种译码器为。所以也称这种译码器为n-2n-2的的的的n次幂线译码器。次幂线译码器。次幂线译码器。次幂线译码器。本讲稿第十二页,共三十二页6.2.2 译码器译码器1.二进制译码器二进制译码器
15、4LS138译码器的逻辑电路图译码器的逻辑电路图本讲稿第十三页,共三十二页6.2.2 译码器译码器2.二二十进制译码器十进制译码器 将将将将4 4位二位二位二位二十进制代码(十进制代码(十进制代码(十进制代码(BCDBCD码)翻译成十进制代码码)翻译成十进制代码码)翻译成十进制代码码)翻译成十进制代码0 09的逻辑电路就叫二的逻辑电路就叫二的逻辑电路就叫二的逻辑电路就叫二十进制译码器。它有十进制译码器。它有十进制译码器。它有十进制译码器。它有4 4个地址个地址个地址个地址输入端,输入端,输入端,输入端,1010个输出端,故又叫个输出端,故又叫4-104-10线译码器。在线译码器。在4-10线译
16、码器中,线译码器中,线译码器中,线译码器中,4 4个地址输入有个地址输入有个地址输入有个地址输入有1616个状态组合,其中有个状态组合,其中有个状态组合,其中有个状态组合,其中有6 6个状态组合译码器无对应输出的代码,称这个状态组合译码器无对应输出的代码,称这个状态组合译码器无对应输出的代码,称这个状态组合译码器无对应输出的代码,称这6个状态个状态个状态个状态组合为伪码。输出能拒绝伪码或输入伪码对输出不起组合为伪码。输出能拒绝伪码或输入伪码对输出不起组合为伪码。输出能拒绝伪码或输入伪码对输出不起组合为伪码。输出能拒绝伪码或输入伪码对输出不起作用的译码器也称全译码器。常用的二作用的译码器也称全译
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