电子技术第8单元组合逻辑电路课件.ppt

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1、【学习目标学习目标】1 1理解组合逻辑电路的特点，掌握组合理解组合逻辑电路的特点，掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。逻辑电路的分析与设计方法。2 2熟悉实用组合逻辑器件的功能和外部熟悉实用组合逻辑器件的功能和外部特性，并能正确选择和合理使用。特性，并能正确选择和合理使用。3 3掌握组合逻辑电路的理论知识和实际掌握组合逻辑电路的理论知识和实际应用技术，能设计实用、可靠、功能完善应用技术，能设计实用、可靠、功能完善和经济指标好的组合逻辑新器件。和经济指标好的组合逻辑新器件。第八单元组合逻辑电路第八单元组合逻辑电路第八单元组合逻辑电路第八单元组合逻辑电路项目一项目一 组合逻辑电路的分析与设计方法组合

2、逻辑电路的分析与设计方法项目二加法器的识别及功能测试项目二加法器的识别及功能测试项目四编码器的识别及应用项目四编码器的识别及应用项目三数值比较器的识别及功能测试项目三数值比较器的识别及功能测试项目六数据选择器的识别及功能测试项目六数据选择器的识别及功能测试项目五译码器的识别及应用项目五译码器的识别及应用项目一项目一 组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路：组合逻辑电路在某一组合逻辑电路：组合逻辑电路在某一时刻的输出状态由该时刻电路的输入时刻的输出状态由该时刻电路的输入信号决定，而与电路的原状态无关。信号决定，而与电路的原状态无关。（一）组合逻辑电路的分析（一）组合

3、逻辑电路的分析图图8-1 例例8-1的的图图（1 1）由给定的逻辑电路逻辑电路图逐级）由给定的逻辑电路逻辑电路图逐级写出各输出端的逻辑表达式。写出各输出端的逻辑表达式。（2 2）对得到的逻辑表达式进行化简或逻）对得到的逻辑表达式进行化简或逻辑变换。辑变换。（3 3）由简化的逻辑表达式列出输入、输）由简化的逻辑表达式列出输入、输出真值表。出真值表。（4 4）由真值表对逻辑电路进行分析，判）由真值表对逻辑电路进行分析，判断该电路的逻辑功能。断该电路的逻辑功能。分析步骤如下：分析步骤如下：3 3、列出真值表、列出真值表4 4、判断电路的逻辑功能、判断电路的逻辑功能 由真值表可知，当由真值表可知，当3

4、 3个输入变量个输入变量A A、B B、C C取值一致时，输出取值一致时，输出F=1F=1，否则输出，否则输出F=0 F=0。所。所以这个电路可以判断以这个电路可以判断3 3个输入变量的取值是个输入变量的取值是否一致，故称为判一致电路。否一致，故称为判一致电路。例：例：1 1、写出逻辑表达式、写出逻辑表达式2 2、化简、化简当当3 3个输入变量个输入变量A A、B B、C C表示的二进制数小于或等于表示的二进制数小于或等于2 2时，时，F F1 1=1=1；当这个二进制数在；当这个二进制数在4 4和和6 6之间时，之间时，F F2 2=1=1；而当这个二进制数等于而当这个二进制数等于3 3或等

5、于或等于7 7时时F F1 1和和F F2 2都为都为1 1。因。因此，这个逻辑电路可以用来判别输入的此，这个逻辑电路可以用来判别输入的3 3位二进制数位二进制数数值的范围。数值的范围。3 3、列出真值表、列出真值表4 4、判断电路的逻辑功能、判断电路的逻辑功能例例8-2 8-2 设计一个设计一个3 3人表决电路。每人人表决电路。每人1 1个按个按键（键（A A、B B、C C），按键按下表示同意，否则），按键按下表示同意，否则表示不同意；结果用指示灯表示，多数同表示不同意；结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。意时指示灯亮，否则不亮。解：解：（1 1）分析设计要求，设定输入、输出变

6、）分析设计要求，设定输入、输出变量并逻辑赋值。量并逻辑赋值。设设3 3个按键个按键A A、B B、C C按下时为按下时为“1”1”，不按，不按时为时为“0”0”。输出结果用。输出结果用F F表示，多数赞成时表示，多数赞成时为为“1”1”，否则为，否则为“0”0”。ABCFABCF00001000001010110100110101111111（3）由真）由真值值表写出表写出逻辑逻辑表达式并化表达式并化简简。（2 2）根据题意列出真值表）根据题意列出真值表例例：用与非门设计一个交通报警控制电路。用与非门设计一个交通报警控制电路。交通信号灯有红、绿、黄交通信号灯有红、绿、黄3 3种，种，3 3种灯

7、分别种灯分别单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情单独工作或黄、绿灯同时工作时属正常情况，其他情况均属故障，出现故障时输出况，其他情况均属故障，出现故障时输出报警信号。报警信号。设红、绿、黄灯分别用设红、绿、黄灯分别用A A、B B、C C表示，灯亮表示，灯亮时其值为时其值为1 1，灯灭时其值为，灯灭时其值为0 0；输出报警信号；输出报警信号用用F F表示，灯正常工作时其值为表示，灯正常工作时其值为0 0，灯出现故，灯出现故障时其值为障时其值为1 1。根据逻辑要求列出真值表。根据逻辑要求列出真值表。解：解：1 1、分析设计要求、分析设计要求5 5、画出逻辑电路图、画出逻辑电路图例例：用与非门设计

8、一个举重裁判表决电路。用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有设举重比赛有3 3个裁判，一个主裁判和两个个裁判，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。有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。解：解：1 1、分析设计要求分析设计要求设主裁判为变量设主裁判为变量A A，副裁判分别为，副裁判分别为B B和和C C；表；表示成功与否的灯为示成功与否的灯为F F，根据逻辑要求

9、列出真，根据逻辑要求列出真值表。值表。项目二加法器的识别及功能测试项目二加法器的识别及功能测试（一）半加器（一）半加器两个一位二两个一位二进进制数相加，不考制数相加，不考虑虑相相邻邻低位来的低位来的进进位，位，这这种二种二进进制加法称制加法称为为半加。完成两个一位半加。完成两个一位二二进进制数相加的制数相加的组组合合逻辑电逻辑电路称路称为为半加器。半加器。（二）全加器（二）全加器两个同位的二进制加数和来自低位的进位两个同位的二进制加数和来自低位的进位三者相加，这种运算称为全加。实现全加三者相加，这种运算称为全加。实现全加运算的组合逻辑电路称为全加器。运算的组合逻辑电路称为全加器。其中其中A A

10、i i、B Bi i：加数，：加数，C Ci i-1-1：低位来的进位，低位来的进位，S Si i：本位：本位的和，的和，C Ci i：向高位的进位。：向高位的进位。全加器的逻辑图和逻辑符号全加器的逻辑图和逻辑符号实现多位二进制数相加的电路称为实现多位二进制数相加的电路称为加法器加法器加法器加法器。把把n n位全加器串联起来，低位全加器的进位输出连位全加器串联起来，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。构成串行进接到相邻的高位全加器的进位输入。构成串行进位加法器。位加法器。特点特点特点特点：进位信号是由低位向高位逐级传递的，速进位信号是由低位向高位逐级传递的，速度不高。度不高。

11、将每一位的进位根据各位的输入同时预先形成，而将每一位的进位根据各位的输入同时预先形成，而不需要等到低位的进位送来后才形成，这种结构的不需要等到低位的进位送来后才形成，这种结构的多位数加法器称为多位数加法器称为超前进位加法器。超前进位加法器。项目三数值比较器的识别及功能测试项目三数值比较器的识别及功能测试（一）数值比较器（一）数值比较器对对两个位数相同的二两个位数相同的二进进制整数制整数进进行数行数值值比比较较并判并判定其大小关系的定其大小关系的组组合合逻辑电逻辑电路称路称为为数数值值比比较较器。器。1位数位数值值比比较较器器(A AB B 时时F F1 11 1；A AB B 时时F F2 2

12、1 1；A AB B 时时F F3 31)1)图图8-24 一位数一位数值值比比较较器器电电路路图图（二）集成数值比较器（二）集成数值比较器4 4位集成数值比较器集成数值比较器位集成数值比较器集成数值比较器74LS8574LS85项目四编码器的识别及应用项目四编码器的识别及应用（一）普通编码器（一）普通编码器实现编码操作的电路称为编码器。实现编码操作的电路称为编码器。普通编码器中最常用的是二进制编码器。二进制普通编码器中最常用的是二进制编码器。二进制编码器的逻辑功能是将编码器的逻辑功能是将2 2n n个输入信号，编成个输入信号，编成n n位位二进制代码输出。二进制代码输出。3 3位二进制编码器

13、位二进制编码器有有8 8个输入端、个输入端、3 3个输出端，所以个输出端，所以常称为常称为8 8线线33线线编码器。编码器。输入为输入为高电平有效。高电平有效。写出逻辑表达式写出逻辑表达式画出逻辑图画出逻辑图（二）优先编码器（二）优先编码器 当多个输入端同时有编码请求时，编码器只当多个输入端同时有编码请求时，编码器只对其中优先级最高的有效输入信号进行编码，而对其中优先级最高的有效输入信号进行编码，而不考虑其他优先级别比较低的输入信号，优先级不考虑其他优先级别比较低的输入信号，优先级别可以根据实际需要确定，这样的编码器称为优别可以根据实际需要确定，这样的编码器称为优先编码器。先编码器。1 18

14、8线线33线优先编码器线优先编码器74LS14874LS148输入输出11111101111111111110000000100100101001101001001110110101111100010011111101010011111111001001111111111012 21010线线44线优先编码器线优先编码器74LS14774LS147（二（二十十进制优先编码器）进制优先编码器）10 10线线44线优先编码器也称为二线优先编码器也称为二十进十进制优先编码器。一位十进制数用制优先编码器。一位十进制数用4 4位二进制位二进制数来表示的编码方式称为二数来表示的编码方式称为二十进制编码，十

15、进制编码，简称简称BCDBCD码，常用的码，常用的BCDBCD码是码是8421BCD8421BCD码。完码。完成成BCDBCD码编码的电路称为二码编码的电路称为二十进制编码器。十进制编码器。1010线线44线优先编码器线优先编码器74LS14774LS147的引脚图及逻辑符号的引脚图及逻辑符号项目五译码器的识别及应用项目五译码器的识别及应用（一）二进制译码器（一）二进制译码器将输入的将输入的n n位二进制代码译成相应的位二进制代码译成相应的2 2 n n个输个输出信号的电路，称为二进制译码器。出信号的电路，称为二进制译码器。输入输出A1A0Y3Y2Y1Y00000010100101001001

16、11000把代码状态的特定含义翻译出来的过程称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。为译码，实现译码操作的电路称为译码器。2 2线线44线译码器逻辑图线译码器逻辑图输入端输入端EIEI为使能控制端，低电平有效。为使能控制端，低电平有效。（二）集成（二）集成3 3线线88线译码器线译码器74LS13874LS13874LS13874LS138的真值表的真值表例：例：用用3/83/8线译码器线译码器74LS13874LS138和两个与非门实现全加器。和两个与非门实现全加器。解解 全加器的函数表达式为：全加器的函数表达式为：将输入变量将输入变量A Ai i、B B

17、i i、C Ci-1i-1分别对应地接到译码分别对应地接到译码器的输入端器的输入端A A2 2、A A1 1、A A0 0，由上述逻辑表达式及，由上述逻辑表达式及74LS13874LS138的真值表可得：的真值表可得：因此得出：因此得出：接线图：接线图：（三）集成二（三）集成二十进制译码器十进制译码器74LS4274LS42把二把二十进制代码翻译成十进制代码翻译成1010个十进制数字个十进制数字信号的电路，称为二信号的电路，称为二十进制译码器。十进制译码器。二二十进制译码器的输入是十进制数的十进制译码器的输入是十进制数的4 4位二进制编码（位二进制编码（BCDBCD码），分别用码），分别用A

18、A3 3、A A2 2、A A1 1、A A0 0表示；输出的是与表示；输出的是与1010个十进制数字相个十进制数字相对应的对应的1010个信号，用个信号，用Y Y9 9Y Y0 0表示。由于二表示。由于二十进制译码器有十进制译码器有4 4根输入线、根输入线、1010根输出线，根输出线，所以又称为所以又称为4 4线线1010线译码器。线译码器。集成二集成二十进制译码器十进制译码器74LS4274LS42的引脚排列的引脚排列及逻辑功能示意图及逻辑功能示意图D输入输出A3A2A1A00000001111111111000110111111112001011011111113001111101111

19、1140100111101111150101111110111160110111111011170111111111101181000111111110191001111111111074LS4274LS42真值表真值表（四）显示译码器（四）显示译码器 用来驱动各种显示器件，从而将用二进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，称为显习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器。示译码器。1 1数码显示器数码显示器数码显示器简称数码管。包括半导体发光二极数码显示器简称数码管。包括半导体发光二极

20、管（管（LEDLED）数码管和液晶数码管（）数码管和液晶数码管（LCDLCD）2集成集成显显示示译码译码器器七段显示译码器七段显示译码器74LS4874LS48显示译码器真值表显示译码器真值表真值表仅适用于共阴极真值表仅适用于共阴极LEDLED74LS4874LS48的逻辑功能的逻辑功能A3A2A1A0abcdefg功能显示011111111试灯（全亮）00000000熄灭（全灭）10000000000000灭074LS4874LS48的逻辑功能测试的逻辑功能测试七段显示译码七段显示译码驱动电路驱动电路多位数码显多位数码显示系统示系统1 1、编码、译码及显示实验电路、编码、译码及显示实验电路(

21、五五)译码器的应用译码器的应用图图8-49 用用译码译码器器74LS138构成全加器构成全加器2 2、用译码器构成数据分配器、用译码器构成数据分配器 数据分配器又叫多路分配器。它是将一路数据分配器又叫多路分配器。它是将一路输输入入数据根据地址数据根据地址选择码选择码分配分配给给多路数据多路数据输输出中的某一出中的某一路路输输出。通常数据分配器有出。通常数据分配器有1根根输输入数据入数据线线、n根根选选择择控制控制线线和和 根根输输出出线线，称，称为为1路路2n数据分配器。数据分配器。由于译码器和数据分配器的功能非常接近，由于译码器和数据分配器的功能非常接近，市场上没有集成数据分配器产品，只有集

22、成译码市场上没有集成数据分配器产品，只有集成译码器产品，当需要数据分配器时，可以用译码器改器产品，当需要数据分配器时，可以用译码器改接。接。1 1路路-4-4路数据分配器路数据分配器A A1 1A A0 0为地址变量为地址变量例例8-5 用用译码译码器器设计设计一个一个1线线8线线数据分配器。数据分配器。解：设计电路如图所示。数据分配器的真解：设计电路如图所示。数据分配器的真值表见下表。值表见下表。地址选择信号输出A2A1A0000001010011100101110111D=D0D=D1D=D2D=D3D=D4D=D5D=D6D=D7项目六数据选择器的识别及功能测试项目六数据选择器的识别及功

23、能测试 数据数据选择选择器又称多路器又称多路选择选择器，它是一个具有器，它是一个具有多端多端输输入、入、单单端端输输出的出的组组合合逻辑电逻辑电路。数据路。数据选择选择器能从多路数据中器能从多路数据中选择选择某一路数据作某一路数据作为输为输出。数出。数据据选择选择器器类类似一个多投开关，到底似一个多投开关，到底选择选择哪一路哪一路输输入数据作入数据作为输为输出，由相出，由相应应的一的一组组控制信号（又称控制信号（又称地址信号）控制。地址信号）控制。数据选择器的示意图数据选择器的示意图简化真值表简化真值表输出逻辑表达式输出逻辑表达式逻辑图逻辑图选通控制端S为低电平有效，即S=0时芯片被选中，处于工作状态；S=1时芯片被禁止，Y0。1 1、集成双、集成双4 4选选1 1数据选择器数据选择器74LS15374LS153（二）集成数据选择器（二）集成数据选择器28选选1集成数据集成数据选择选择器器74LS1518 8选选1 1集集成成数数据据选选择择器器7 74 4L LS S1 15 51 1本章结束本章结束谢谢！谢谢！