第四章组合电路

数字电子技术第四章组合逻辑电路

第四章组合逻辑电路4.2组合逻辑电路的设计

4.1组合逻辑电路的分析4.4若干典型的组合逻辑集成电路教学基本要求1.熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法2.掌握译码器、数据选择器的逻辑功能及其应用；组合逻辑电路的一般框图Li=f(A1,A2,…,An)(i=1,2,…,m)工作特征:组合逻辑电路工作特点:在任何时刻，电路的输出状态只取决于同一时刻的输入状态而与电路原来的状态无关。

序关于组合逻辑电路结构特征:1、输出、输入之间没有反馈延迟通路，2、不含记忆单元

每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：L1=f1（A1、A2、…、Ai）L2=f2（A1、A2、…、Ai）

……Lj=fj（A1、A2、…、Ai）

组合逻辑电路的特点分析思路：根据给定逻辑电路，找出输出输入间的逻辑关系，从而确定电路的逻辑功能。1、根据逻辑图写出各逻辑门输出端的逻辑表达式，对于中间变量最好在写出表达式的同时化简，以免积累到最后。2、化简总输出端的逻辑表达式。3、列出真值表（当然比较简单的表达式这一步可以省略）4、用文字描述其功能。

4.1组合逻辑电路分析一.组合逻辑电路分析二.组合逻辑电路的分析步骤：

三、组合逻辑电路的分析举例

例1分析如图所示逻辑电路的功能。1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式2.列写真值表。10010110111011101001110010100000CBA001111003.确定逻辑功能：解：输入变量的取值中有奇数个1时，L为1，否则L为0,电路具有为奇校验功能。如要实现偶校验，电路应做何改变？1、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并规定它们的符号与逻辑取值(即规定它们何时取值0，何时取值1)2、根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式;5、画出逻辑图。4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式二、组合逻辑电路的设计步骤

一、组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。4.2组合逻辑电路的设计例1某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其它两种列车是否请求进站，一号灯亮。当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。解：1、逻辑抽象。输入信号:I0、I1、I2分别为特快、直快和慢车的进站请求信号且有进站请求时为1，没有请求时为0。输出信号:L0、L1、L2分别为3个指示灯的状态，且灯亮为1，灯灭为0。输入输出I0I1I2L0L1L20000001××10001×010001001根据题意列出真值表(2)写出各输出逻辑表达式。L0=I0

输入输出I0I1I2L0L1L20000001××10001×010001001真值表2、根据真值表写出各输出逻辑表达式。L0=I0

3、根据要求将上式变换为与非形式

4、根据输出逻辑表达式画出逻辑图。例2：设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。000001010011100101110111ABC00010111

L三人表决电路真值表解(1)：设置输入变量和输出变量。(2)列真值表

输入变量A、B、C：

同意为逻辑“1”，不同意为逻辑“0”。

输出变量L：通过为逻辑“1”，没通过为逻辑“0”。得最简与—或表达式：（4）画出逻辑图:

（5）如果，要求用与非门实现该逻辑电路，就应将表达式转换成与非—与非表达式：画出逻辑图。

（3）用卡诺图化简。ABC0000111110

A

B

C11110000例3：有A、B、C三名裁判，裁判用0表示不合格，用1表示合格。当有两名或者两名以上的裁判认为运动员的动作合格时，输出为1；否则输出为0。要求用2输入与非门实现此电路，写出步骤，画出逻辑电路图。例4：设计一个三人表决器，有A、B、C三个裁判，A为主裁判，B、C为副裁判，只有两个或两个以上的裁判同时同意时（其中一个为主裁判）结果才有效，试用门电路实现此电路4.4若干典型的组合逻辑集成电路4.4.2译码器4.4.3数据选择器译码器的分类：

译码：译码是编码的逆过程，它能将二进制码转换为对应的输出信号1译码器的概念与分类译码器：具有译码功能的逻辑电路称为译码器。唯一地址译码器代码变换器将一系列代码转换成与之一一对应的有效信号。将一种代码转换成另一种代码。二进制译码器二—十进制译码器显示译码器常见的唯一地址译码器：4.4.2

译码器二进制译码器

当使能输入端EI为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为相反电平。n个输入端1个使能输入端EI2n个输出端设输入端的个数为n，输出端的个数为M则有M=2n2线-4线译码器的逻辑电路(分析）

LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHH××HY3Y2Y1Y0A0A1E输出输入功能表(a)74HC139集成译码器

(1.)二进制译码器LHHHHHLHLHHLHLHHLHHLLHHHLLLLHHHH××HY3Y2Y1Y0A0A1E输出输入功能表2、集成电路译码器(b)74HC138集成译码器引脚图逻辑图LHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHH×××××LHHHHHHHH×××HX×HHHHHHHH××××H×A2E3输出输入A1A0一个3线–8线译码器能产生三变量函数的全部最小项。基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。~3线–8线译码器的~

含三变量函数的全部最小项。Y0Y7基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。用译码器实现逻辑函数。...当E3=1，E2=E1=0时译码器的应用用一片74HC138实现函数首先将函数式变换为最小项之和的形式在译码器的输出端加一个与非门，即可实现给定的组合逻辑函数.(2.)集成二–十进制译码器（8421BCD译码器）：74HC42A0A1A2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E3E2E1A3Y8Y9功能：将输入的8421BCD的10个代码译成为10个高、低电平输出信号。

功能表集成二–十进制译码器——7442BCD代码显示译码器数码显示器

(3.)显示译码器

七段显示器数字设备中用得较多的为七段显示器。它们由七段可发光的字段组合而成。常用的有半导体发光二极管构成的显示器和液晶显示器等。

abcdefgDPagfCOMbcedDPabcdefgDP发光字段，由管脚a~g电平控制是否发光。小数点，需要时才点亮。显示的数字形式共阳接法

共阴接法

半导体数码显示器内部接法COMCOMDPgfedcbaDPgfedcbaCOMCOMVCC+5V串接限流电阻

a~g和DP为低电平时才能点亮相应发光段。

a~g和DP为高电平时才能点亮相应发光段。

RR共阳极共阴极半导体发光二极管构成的七段显示器有两种：共阴极和共阳极。思考题1：共阴极七段显示器如果要显示数字3，

a、b、c、d、e、f、g

应该分别为什么电平？答：a、b、c、d、e、f、g为H、H、H、H、L、L、

H

七段显示译码器将8421BCD代码译成数码管所需的驱动信号。七段显示译码器ABCDbcdefga8421BCD代码显示译码器输入：8421BCD代码输出：译码结果驱动相应的七段数码管显示正确的数字abcdefgagfCOMbcedabcdefg共阴结构abcdefg111与“1”电平驱动(输出高电平有效）的显示译码器配合使用；共阳结构000abcdefgVCC与“0”电平驱动（输出低电平

有效）的显示译码器配合使用。思考题2：七段显示译码器输出a、b、c、d、e、f、g为？电平，能驱动共阴极接法数码显示器显示数字5？答案：a、b、c、d、e、f、g为H、L、H、

H、L、H、HabcdefgagfCOMbced集成显示译码器74HC4511（BCD七段显示译码器）1234567816151413121110974HC4511输出：接数码显示器输入输入（1）外引线排列图控制端（2）逻辑符号74HC4511LTHHLHHHHHLLHHHL9HHHHHHHLLLHHHL8LLLLHHHHHHLHHL7HHHHHLLLHHLHHL6HHLHHLHHLHLHHL5HHLLHHLLLHLHHL4HLLHHHHHHLLHHL3HLHHLHHLHLLHHL2LLLLHHLHLLLHHL1LHHHHHHLLLLHHL0gfedcba字形输出输入十进制或功能D3D2D1D0BLLECMOS七段显示译码器74HC4511功能表**××××HHH锁存熄灭LLLLLLL××××HL×灭灯HHHHHHH××××L××灯测试熄灭LLLLLLLHHHHHHL15熄灭LLLLLLLLHHHHHL14熄灭LLLLLLLHLHHHHL13熄灭LLLLLLLLLHHHHL12熄灭LLLLLLLHHLHHHL11熄灭LLLLLLLLHLHHHL10LTgfedcba字形输出输入十进制或功能BLLED3