数码显示电路的设计概要课件.ppt
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1、数码显示电路的设计数码显示电路的设计组合逻辑电路的分析与设计方法概述组合逻辑电路的分析与设计方法概述组合逻辑电路的分析与设计方法概述组合逻辑电路的分析与设计方法概述案例案例案例案例11编码器编码器编码器编码器案例案例案例案例22译码器译码器译码器译码器案例案例案例案例33数据选择器和分配器数据选择器和分配器数据选择器和分配器数据选择器和分配器案例案例案例案例44加法器和数值比较器加法器和数值比较器加法器和数值比较器加法器和数值比较器退出退出退出退出项目小结项目小结项目小结项目小结组合逻辑电路的分析与组合逻辑电路的分析与设计方法概述设计方法概述一、一、一、一、组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的
2、分析方法组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法二、二、二、二、组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法退出退出退出退出一、一、组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法逻辑图逻辑图逻辑表逻辑表达式达式 1 1 最简与或最简与或表达式表达式化简 2 2 从输入到输出逐级写出最简与或最简与或表达式表达式 3 真值表真值表 3 4 电路的逻电路的逻辑功能辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时,输出Y为1,否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路:只要有2票或3票同意,表决就通过。4 逻辑图逻辑图逻辑表逻辑表达式达式例:例
3、:最简与或最简与或表达式表达式真值表真值表用与非门实现用与非门实现电路的输出Y只与输入A、B有关,而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为:A、B中只要一个为0,Y=1;A、B全为1时,Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻辑功能电路的逻辑功能真值表真值表电路功电路功能描述能描述二、二、组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法例例例例:设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯,使之在上楼前,用楼下开关打开电灯,上楼后,用楼上开关关灭电灯;或者在下楼前,用楼上开关打开电灯,下楼后,用楼下开关关灭电灯。设楼上开关为A,楼下开关为B,灯泡为Y。并设A、B合向左侧时
4、为0,合向右侧时为1;灯亮时Y为1,灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。1 穷举法 1 2 逻辑表达式逻辑表达式或卡诺图或卡诺图最简与或最简与或表达式表达式化简 3 2 已为最简与或表达式 4 逻辑变换逻辑变换 5 逻辑电路图逻辑电路图用与非门实现用异或门加非门实现真值表真值表电路功电路功能描述能描述例例例例:用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判,一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功,并且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯才亮。设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;表示成功与否的灯为Y,根据逻辑要
5、求列出真值表。1 穷举法 1 2 2 逻辑表达式逻辑表达式 3 卡诺图卡诺图最简与或最简与或表达式表达式化简 4 5 逻辑变换逻辑变换 6 逻辑电逻辑电路图路图 3 化简 4 111Y=AB+AC 5 6 小小结结组组合合电电路路的的特特点点:在在任任何何时时刻刻的的输输出出只只取取决决于于当当时时的的输输入入信信号号,而而与与电电路路原原来来所所处处的的状状态态无无关关。实实现现组合电路的基础是逻辑代数和门电路。组合电路的基础是逻辑代数和门电路。组组合合电电路路的的逻逻辑辑功功能能可可用用逻逻辑辑图图、真真值值表表、逻逻辑辑表表达达式式、卡卡诺诺图图和和波波形形图图等等5种种方方法法来来描描
6、述述,它它们们在在本本质上是相通的,可以互相转换。质上是相通的,可以互相转换。组组合合电电路路的的设设计计步步骤骤:逻逻辑辑图图写写出出逻逻辑辑表表达达式式逻辑表达式化简逻辑表达式化简列出真值表列出真值表逻辑功能描述。逻辑功能描述。组组合合电电路路的的设设计计步步骤骤:列列出出真真值值表表写写出出逻逻辑辑表表达达式式或或画画出出卡卡诺诺图图逻逻辑辑表表达达式式化化简简和和变变换换画画出出逻逻辑图。辑图。在在许许多多情情况况下下,如如果果用用中中、大大规规模模集集成成电电路路来来实实现现组合函数,可以取得事半功倍的效果。组合函数,可以取得事半功倍的效果。案例案例1 编码器编码器一、一、一、一、二
7、进制编码器二进制编码器二进制编码器二进制编码器二、二、二、二、二二二二-十进制编码器十进制编码器十进制编码器十进制编码器退出退出退出退出三、三、三、三、优先编码器优先编码器优先编码器优先编码器实现编码操作的电路称为编码器。一、一、二进制编码器二进制编码器3位二进制编码器位二进制编码器输输入入8个个互互斥斥的的信信号号输输出出3位位二二进进制制代代码码真真值值表表逻逻辑辑表表达达式式逻辑图逻辑图二、二、二二-十进制编码器十进制编码器8421BCD码编码器码编码器输输入入10个个互互斥斥的的数数码码输输出出4位位二二进进制制代代码码真真值值表表逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图1、3位二进制优先编码
8、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。设I7的优先级别最高,I6次之,依此类推,I0最低。真真值值表表三、三、优先编码器优先编码器逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图8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。2、集成、集成3位二进制优先编码器位二进制优先编码器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
9、集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148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*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3、8421BCD码优先编码器码优先编码器真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图4、集成、集成10线线-4线优先编码器线优先编码器小 结用用二二进进制制代代码码表表示示特特定定对对象象的的过过程
10、程称称为为编编码码;实实现现编编码码操操作作的的电电路路称称为为编码器。编码器。编编码码器器分分二二进进制制编编码码器器和和十十进进制制编编码码器器,各各种种译译码码器器的的工工作作原原理理类类似似,设设计计方方法法也也相相同同。集集成成二二进进制制编编码码器器和和集集成成十十进进制制编编码码器器均均采采用用优优先先编编码码方案。方案。案例案例2 译码器译码器一、一、一、一、二进制译码器二进制译码器二进制译码器二进制译码器二、二、二、二、二二二二-十进制译码器十进制译码器十进制译码器十进制译码器三、三、三、三、数码显示译码器数码显示译码器数码显示译码器数码显示译码器退出退出退出退出四、四、四、
11、四、用译码器实现组合逻辑函数用译码器实现组合逻辑函数用译码器实现组合逻辑函数用译码器实现组合逻辑函数 把具有特定意义信息的二进制代码翻译出来的过程称为译码,实现译码操作的电路称为译码器。一、一、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。1、3位二进制译码器位二进制译码器真值表真值表输输入入:3位二进制代码位二进制代码输输出出:8个互斥的信号个互斥的信号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:
12、与门组成的阵列2、集成二进制译码器、集成二进制译码器74LS138A2、A1、A0为二进制译码输入端,为译码输出端(低电平有效),G1、为选通控制端。当G11且 时,译码器处于工作状态;当G10或 时,译码器处于禁止状态。真值表真值表输输入入:自然二进制码:自然二进制码输输出出:低电平有效:低电平有效3、74LS138的级联的级联二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制编码(BCD码),分别用A3、A2、A1、A0表示;输出的是与10个十进制数字相对应的10个信号,用Y9Y0表示。由于二-十进制译码器有4根输入线,10根输出线,所以又称为4线-10线译码器。二、二、二二-十进制译码十进制译
13、码器器1、8421BCD码译码器码译码器把二-十进制代码翻译成10个十进制数字信号的电路,称为二-十进制译码器。真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图将与门换成与非门,则输出为反变量,即为低电平有效。、集成、集成8421BCD码码译码器译码器74LS42三、三、数码显示译码器数码显示译码器1、七段半导体数字显示器、七段半导体数字显示器用来驱动各种显示器件,从而将用二进制代码表示的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路,称为显示译码器。b=c=f=g=1,a=d=e=0时时c=d=e=f=g=1,a=b=0时时共阴极共阴极2、七段显示译码器、七段显示译码器真值表仅适用于共
14、阴极真值表仅适用于共阴极LED真值表真值表a的卡诺图的卡诺图b的卡诺图的卡诺图c的卡诺图的卡诺图d的卡诺图的卡诺图e的卡诺图的卡诺图f的卡诺图的卡诺图g的卡诺图的卡诺图逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图2、集成显示译码器、集成显示译码器74LS48引脚排列图引脚排列图功功能能表表辅助端功能辅助端功能四、四、用译码器实现组合逻辑函数用译码器实现组合逻辑函数1、用二进制译码器实现逻辑函数、用二进制译码器实现逻辑函数画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。写出函数的标准与或表达式,并变换为与非写出函数的标准与或表达式,并变换为与非-与非形式。与非
15、形式。2、用二进制译码器实现码制变换、用二进制译码器实现码制变换十十进进制制码码8421码码十十进进制制码码余余3码码十十进进制制码码2421码码3、数码显示电路的动态灭零、数码显示电路的动态灭零小小结结把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码,实现译码操作的电路称为译码器。实际上译码,实现译码操作的电路称为译码器。实际上译码器就是把一种代码转换为另一种代码的电路。码器就是把一种代码转换为另一种代码的电路。译译码码器器分分二二进进制制译译码码器器、十十进进制制译译码码器器及及字字符符显显示示译译码码器器,各各种种译译码码器器的的工工作作原原理理类类似似
16、,设设计计方法也相同。方法也相同。二二进进制制译译码码器器能能产产生生输输入入变变量量的的全全部部最最小小项项,而而任任一一组组合合逻逻辑辑函函数数总总能能表表示示成成最最小小项项之之和和的的形形式式,所所以以,由由二二进进制制译译码码器器加加上上或或门门即即可可实实现现任任何何组组合合逻逻辑辑函函数数。此此外外,用用4 4线线-16-16线线译译码码器器还还可可实现实现BCDBCD码到十进制码的变换。码到十进制码的变换。案例案例3 数据选择器和分配器数据选择器和分配器一、一、一、一、数据选择器数据选择器数据选择器数据选择器二、二、二、二、数据分配器数据分配器数据分配器数据分配器退出退出退出退
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