《电子技术》PPT课件.ppt

,第十章组合逻辑电路,基本要求: (1)掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法。 (2)根据命题，设计合理的组合逻辑电路。 (3)理解加法器、编码器和译码器的逻辑功能，掌握其分析方法。,10.1 组合逻辑电路分析和设计,10.3 编码器与译码器,10.2 加法器,10.4 选择器与分配器,10.1 组合逻辑电路的分析与设计,基本要求: (1)根据已知逻辑电路写出逻辑表达式，运用逻辑代数进行变换和化简，列出真值表、总结逻辑关系。 (2)根据命题，设计合理的组合逻辑电路。,一组合逻辑电路分析,二组合逻辑电路设计,一 组合逻辑电路的分析,组合逻辑电路的分析是对已知的逻辑电路用逻辑代数的原理加以解析,以判断其逻辑功能或提出改进方案.分析一般分为以下步骤: (1)从已知的逻辑电路写出逻辑表达式。 (2)运用逻辑代数变换和化简。 (3)列出真值表。 (4)根据真值表进行逻辑分析与改进。 下面通过实例具体说明分析过程：,例1 分析右图的逻辑电路。,解： 1）列出表达式,2）变换或化简,3）真值表,4）改进电路,例2 分析右图中的逻辑电路,真值表,从真值表可看出，电路的逻辑功能为：输入相同，输出为0；输入相异，输出为1。 从逻辑表达式看，化简后为最简与或函数式，但不是最简单的与非逻辑函数式。 化简视实际情况而定。,二 组合逻辑电路的设计,设计的一般步骤如下： (1)按命题要求列真值表; (2)根据真值表写出逻辑表达式, (3)化简变换 画出逻辑电路。,例3 设计一个有三个输入变量的奇偶校正电路。输入量1的个数为奇数时，输出为1；输入量1的个数为偶数时，输出为0。 解：1） 列真值表,真值表,3）化简变换,例4 设三台电动机A、B、C，要求(1)A开机则B也开机；(2)B开机则C也开机。如果不满足上述条件，即发生报警。试写出报警信号逻辑表达式，并用与非门实现。,真值表,解:设输出报警为1，输入开机为1。,集成门电路芯片74LS00,芯片74LS00含有四个独立的二输入与非门，引脚排列如下：多余输入端可接高电平和悬空。,74LS00,1234567,14 13 12 11 10 9 8,1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND,+5 4B 4B 4Y 3B 3A 3Y,课堂练习1：下图为两地控制一盏灯的电路。A、B为单刀双掷开关，装在两地。设F=1为灯亮，开关向上，A=1、B=1。试写出灯亮的逻辑式。,真值表,解:,0 0 0 0 0 0,解:, ,课堂练习2：设计一个8421BCD码的检码电路，要求当输入量DCBA2，或7时，电路输出F为高电平，试用最少的2输入与非门设计该电路。,真值表,课堂练习3：举重比赛有三个裁判员A、B、C，另外有一个主裁判D。 A、B、C裁判认为合格时为一票, D裁判认为合格时为二票。多数通过时输出F=1。试用与非门设计多数通过的表决电路。,解:,真值表,1 1 ,1 1 ,1 1,0 1 1 1,F=DC+DB+DA+CBA,10.2 加法器,计算机运算电路中要用到加法器。常用的加法器有全加器和半加器两类。不考虑进位的加法器称为半加器。考虑进位的加法器称为全加器。本节按组合逻辑电路设计的步骤分别写出两种加法器的逻辑表达式及逻辑图。 例1 设计一个半加器。,逻辑表达式 进位C： 和S：S=AB,逻辑电路,例2 设计一个全加器。,Si逻辑关系与9.1例3相同,10.3 编码器与译码器,基本要求 1）理解编码和译码概念，理解编码器和译码器器的功能及特点。 2）理解高、低电平有效的概念，理解输入优先级概念。 3）学会利用功能表或真值表分析输入与输出的逻辑关系。 4）应用138译码器设计组合逻辑电路,一 编 码 器,二 译 码 器,一 编码器,定义： 将若干个0和1按一定规律编排成特定含义的代码，称为编码。完成编码工作的电路称为编码器。 特点： 它是一种多输入多输出的组合电路。输入通常是电位，只允许一个输入端有效（有效输入端与其他输入端电位不同）。输入方式有键盘输入和电位输入。输出端为二进制代码。当输入有效信号时，输出端就得到所对应的二进制代码。,1. 键控编码器（8线-3线二进制编码器）,A,B,&,&,&,&,8,S,C,逻辑电路,输入低电位有效,I1=0,0 0 1,输出高电位有效,逻辑表达式,+5V,输出标志S 当S=1，表示有键按下，输出编码。S=0时，输出非编码。,根据真值表也可得出上述逻辑表达式，并可看出，输出是高电平有效的三位二进制代码。三位二进制数共有8种状态，故共有八个输入端，且低电平有效。,S,2. 优先编码器,上面电路中，若两个以上的键同时按下将造成逻辑紊乱，为保证工作可靠,电路必须采用优先编码器，这种编码器能按事先安排的输入端优先次序输出代码。 CT74148型8线3线优先编码器芯片 输入信号 I0I7，优先顺序为 I7I0 ，当两个以上的输入信号同时产生时，芯片只对优先权高的输入信号编码，优先权低的信号被屏蔽。 芯片功能表是了解芯片工作原理和正确使用芯片的重要依据。,(1)输入低电平有效。 (2)输出低电平有效。 (3)优先权I7I0 递减。,输出编码的反码与有效输入编号对应称为输出低电平有效,工作原理：,(4) 输入/输出信号逻辑关系:,EI称为输入使能信号或片选信号,低电平有效，EI =0,允许编码； EI =1，禁止编码。 EO为输出使能信号，用于多个编码器的优先级连接，与低一级编码器的EI端相连。当I0I7 全1时，即没有输入有效信号，则 EO =0，允许低一级编码器编码， 否则，EO =1 ，禁止编码。 S为控制输出标志,与前面的作用相同。,(5)控制信号功能 ( EI 、 EO 、S)：,(6)完整的逻辑关系式,(7)逻辑电路,二. 译码器,译码器是编码的逆过程，也就是将输入信号的原意翻译出来。完成此任务的组合逻辑电路称为编码器。 译码器的输入信号是二进制代码，而输出信号通常有两种情况.一种是一路控制信号,称单选通译码器,另一种是多路控制信号,称为代码变换器或多选通译码器,下面分别如下介绍。,1.单选通输出译码器（ CT74138型）,1). 输入高电平有效，输出低电平有效 。,3). 各输出的逻辑表达式为:,用途: 单选通输出译码器常用于计算机中对存储器,输入输出接口芯片等的地址译码，也可与相应的逻辑门构成各种组合逻辑电路。,工作原理：,2).使能端: G1=1 ， ，同时满足, 允许 译码 ,否则禁止译码。,G,A0,A1,A0,1,1,1,1,1,1,1,&,&,&,&,&,&,&,&,&,CT74138逻辑电路,解：将原式转化为最小项表达式,例1 试用138译码器实现逻辑组合F=B+C。,解：Ai为被减数，Bi为减数，Ci-1为低位借位，Ci为本位借位，Si为差。,例2 试用138译码器构成一位全减器。,Ai Bi Ci-1 1,最小项表达式,在电子技术和计算机技术中,经过数字处理的信号,常要送到数字显示器件显示,而数字处理信号是二进制数,显示信号习惯用十进制数。 数字显示译码器的任务就是将输入的二进制代码翻译成数字显示代码，并输出至数字显示器显示。 数字显示译码器包含两个部分： 数字显示器件（工程上用得最多的是即发光二极管显示器LED）。 代码变换器或多选通译码器。,2. 数字显示译码器,(1) LED极管显示器,由七段发光二极管组成，有两种连接方式，即共阳极连接和共阴极连接。,(2) LED显示译码器(CT74LS48芯片),功能说明,输出高电平有效，显示器有显示，译码器只能与共阴极的LED显示器相配； 当输入为0000,0010,0011,0101,0111,1000,1001时，输出a段为高电平, 其表达式为：,多位数字显示器连接示意图,0000 1 0100 1 0101 1,10.4 数据选择器与数据分配器,在计算机系统中，常常需要将数据总线上的信号传送到不同的单元，或将个通道的信号传送的数据总线上，完成前一功能的电路称为数据选择器，完成后一功能的电路称为数据分配器， 基本要求 1）理解数据选择器与数据分配器的功能及特点。 2）应用4051选择器芯片设计组合逻辑电路,一 数据选择器,数据选择器又称多路数据选择器 。其功能是在控制信号的作用下，选择多路信号中的某一路送入输出。,真值表,二 数据分配器 数据分配器的功能与数据选择器相反 ，是在控制信号的作用下，将一路输入信号送入多个输出端中的某一个。,数据器选择与数据分配器可用多路开关实现。,CD4051八路模拟开关芯片真值表,输出F=,例1 试写出图中实现的逻辑表达式。