中职 数字与脉冲电路(第2版)第3章电子教案 .ppt
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1、中职 数字与脉冲电路(第2版)第3章电子教案 高教版 第第3章章 组合逻辑电路组合逻辑电路数字逻辑电路分成两大类:一类为组合逻辑电路,一类为时序逻辑电路。第第3章章 组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路在任意时刻的输出信号的逻辑值仅取决于该时刻输入信号逻辑取值的组合,而与电路原来所处的状态无关。组合逻辑电路一般有若干个输入端,一个或若干个输出端。第第3章章 数字电路分析基础数字电路分析基础第1节 组合逻辑电路的分析第2节 组合逻辑电路的设计第3节 常用的组合逻辑电路第4节 组合逻辑电路的竞争与冒险第第1节节 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析分析组合逻辑电路的步骤如图所示。组合逻辑图逻辑表达
2、式最简表达式确定电路功能真值表推导化简列表分析第第2节节 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计设计组合逻辑电路的步骤如图所示。逻辑表达式化简变换真值表逻辑图分析功能要求规定输入输出变量消除冒险第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路一、编码器和优先编码器一、编码器和优先编码器1 1编码器编码器(1 1)编码)编码用文字、符号或数码表示特定对象的过程。用文字、符号或数码表示特定对象的过程。(2 2)编码器)编码器能够完成编码的电路。能够完成编码的电路。(3 3)编码器的特点)编码器的特点有多个输入端、多个输出端,有多个输入端、多个输出端,每一个输入端线代表一个每一个输入端线代表一个数符数
3、符,而,而全部输出线状态全部输出线状态代表与某一个输入数符相对代表与某一个输入数符相对应的二进制代码。在任意时刻编码器只能有一个输入应的二进制代码。在任意时刻编码器只能有一个输入端有信号输入。端有信号输入。第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路一、编码器和优先编码器一、编码器和优先编码器1 1编码器编码器例例 设计一个八进制设计一个八进制-二进制编码器。二进制编码器。解:根据题意可知,输入八个数字解:根据题意可知,输入八个数字0 07 7,分别用,分别用A A0 0A A7 7表示;输出二进制数应为表示;输出二进制数应为3 3位,分别用位,分别用F F2 2,F F1 1,F F0
4、0表示。列编码真值表(简称编码表)如表所示。表示。列编码真值表(简称编码表)如表所示。输输 入入输输出出A A0 0A A1 1A A2 2A A3 3A A4 4A A5 5A A6 6A A7 7F F2 2F F1 1F F0 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 00 00 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 00 00 00 01 11 10 00 00 00 01 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 01
5、10 00 01 10 01 10 00 00 00 00 00 01 10 01 11 10 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 1根据编码表可求得:F2A4A5A6A7;F1A2A3A6A7;F0A1A3A5A7用或门实现编码器,画逻辑图如图所示。由于该编码器有8个输入端,3个输出端,所以又称为8-3线编码器。第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路一、编码器和优先编码器一、编码器和优先编码器2 2优先编码器优先编码器优先编码器允许几个信号同时输入,但电路优先编码器允许几个信号同时输入,但电路只对其中优先级别最高的一个信号编码,即只对其中优先级别最高的
6、一个信号编码,即优先编码。优先编码。例例 分析分析10-410-4线优先编码器线优先编码器74 14774 147。下图所示是。下图所示是74 14774 147逻辑符号,逻辑符号,下表所示是其功能表。下表所示是其功能表。HPRI/BCDVCC:16;GND:83214567898421111213123451014679十十进进制数制数输输入入输输出出9 9 0 00 01 11 10 08 8 0 01 10 01 11 11 17 7 0 01 11 11 10 00 00 06 6 0 01 11 11 11 10 00 01 15 5 0 01 11 11 11 11 10 01 1
7、0 04 4 0 01 11 11 11 11 11 10 01 11 13 3 0 01 11 11 11 11 11 11 11 10 00 02 2 0 01 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1解:由图表可见,解:由图表可见,74 14774 147输入低电平有效,大数优先编码,输入低电平有效,大数优先编码,BCDBCD反码输出。电反码输出。电路将路将9 9线数据进行线数据进行4 4线线8421
8、BCD8421BCD大数优先编码,并输出反码。编码器省略了大数优先编码,并输出反码。编码器省略了0 0数数据编码输入线,原因是当据编码输入线,原因是当 均为高电平时,编码器认为输入信号为数均为高电平时,编码器认为输入信号为数据据“0”“0”,因此,输出十进制数,因此,输出十进制数0 0的的BCDBCD反码,相当于十进制数反码,相当于十进制数0 0被编码。被编码。下图所示为8-3线优先编码器74HC148的逻辑符号:8位输入,3位二进制编码输出,输入、输出均为低电平有效。各门输入端小圈不仅表示逻辑非,还表示是以逻辑0电平作为有效工作电平。为了扩展功能,电路增加了使能输入端 (低电平有效)、优先编
9、码标志输出端 (低电平有效)、使能输出端EO(高电平有效)。功能表如下表所示。输输 入入输输出出1 1 1 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 0 0 00 00 00 00 01 10 0 0 01 10 00 01 10 01 10 0 0 01 11 10 01 10 00 01 10 0 0 01 11 11 10 01 11 10 01 10 0 0 01 11 11 11 11 10 00 00 01 10 0 0 01 11 11 11 11 11 10 01 10 01 10 0 0 01 11 11
10、 11 11 11 11 11 10 00 01 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 1利用使能端可将多片编码器连接起来,扩展线数。例如,用两片74HC148实现16-4线优先编码,连接图如图所示。第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路二、译码器二、译码器译码是将给定代码转换成特定信号或另一种形式的代码译码是将给定代码转换成特定信号或另一种形式的代码的过程。的过程。完成译码的电路称为译码器,也称解码器。完成译码的电路称为译码器,也称解码器。第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路二、译码器二、译码器1 1二进制译码器二进制译码器
11、二进制译码器又称全译码器,它有二进制译码器又称全译码器,它有N N个输入端,个输入端,2 2N N个输出端,把个输出端,把N N个输入视为二进制数,对应每一种输入取值组合,只有一个输个输入视为二进制数,对应每一种输入取值组合,只有一个输出端是有效电平,其它输出端均为无效电平。出端是有效电平,其它输出端均为无效电平。第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路二、译码器二、译码器1 1二进制译码器二进制译码器下图所示是下图所示是2-42-4线译码器逻辑图,输入为线译码器逻辑图,输入为A A1 1、A A0 0,输出为,输出为Y Y0 0Y Y3 3,译码表如表所示。可见,当译码表如表所示。可
12、见,当A A1 1A A0 0由由0001101100011011时,时,Y Y0 0Y Y3 3轮流输出高电平,即译码器输出高电平有效。轮流输出高电平,即译码器输出高电平有效。输输入入输输出出A A1 1A A0 0Y Y3 3Y Y2 2Y Y1 1Y Y0 00 00 00 00 00 01 10 01 10 00 01 10 01 10 00 01 10 00 01 11 11 10 00 00 0图示是3-8线译码器74LS138的逻辑符号,输入为3位二进制数,有8个低电平互斥的输出。使能控制 ,E1高电平有效,、低电平有效。功能表如下表所示。使能控制使能控制输输入入输输入入输输出出
13、 1 1 1 11 11 11 11 11 11 11 1 1 1 1 11 11 11 11 11 11 11 10 0 1 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 00 00 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 10 00 01 10 00 01 11 11 11 10 01 11 11 11 10
14、 00 01 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0BIN/OCTVCC:16;GND:8421EN654312354611107915141312A1A0A2E10127利用两片74LS138可以实现4-16线译码功能,如图所示。图中,4位输入为ABCD,A为最高位。当A0时,片工作;A1时,片工作。BIN/OCT421EN6543CDB0127BIN/OCT421EN6543A01271第第3节节 常
15、用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路二、译码器二、译码器2 2码制变换译码器码制变换译码器码制变换译码器能将一种码制(或数制)代码转换成另一种码制码制变换译码器能将一种码制(或数制)代码转换成另一种码制(或数制)代码。(或数制)代码。通常码制变换器输出端数通常码制变换器输出端数MM2 2N N(N N为输入端数),所以又被称为为输入端数),所以又被称为部分译码器。部分译码器。74LS42是4-10线译码器,它可以接收高电平有效的4位8421BCD码输入,并提供10个互斥低电平有效输出,若输入二进制码大于9,则所有输出均为高电平。功能及逻辑符号如下。BCD/DEC地:8VCC:1642165431
16、514131256971234A1A0A2A301278891011十十进进制制BCDBCD码输码输入入输输出出逻辑逻辑符号符号A A3 3A A2 2A A1 1A A0 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 12 20 00 01 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 13 30 00 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 14 40 01 10 00 01 11 11 11 10 01
17、11 11 11 11 15 50 01 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 16 60 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 17 70 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 18 81 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 19 91 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0无无效效码码1 10 01 10 0全部全部为为1 11 10 01 11 11 11 10 00 01 11 10 01
18、11 11 11 10 01 11 11 11 174LS42也可作3-8线译码器,这时最高位输入A3端作为使能端,功能及逻辑符号示于如下。BIN/OCT421EN6543A1A0A2A30127选选通端通端输输入入输输出出逻辑逻辑符号符号A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0译译码码0 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 10 01 11 10 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 10 00 01 11 11
19、11 10 01 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0禁禁止止译译码码1 10 00 00 0全部全部为为1 10 00 01 10 01 10 00 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 01 11 11 1第第3节节 常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路二、译码器二、译码器3 3显示译码器显示译码器显示译码器能将输入代码译成相应的高低电平,并利用此电平驱显示译码器能将输入代码译成相应的高低
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