数字电子技术基础课件：3.7 基于MSI组合逻辑电路的分析

1、数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 3.7 基于基于MSI组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 基于基于MSI逻辑电路的分析是指以中规模集成逻辑电路的分析是指以中规模集成 器间为核心的逻辑电路的分析。器间为核心的逻辑电路的分析。 由于由于MSI器件的多样性和复杂性，前面介绍器件的多样性和复杂性，前面介绍 的门级电路的分析方法显然已无能为力。的门级电路的分析方法显然已无能为力。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 3.7.1 分析步骤分析步骤 逻辑电路图逻辑电路图 划分功能块划分功能块 分析各块功能分析各块功能 分析整体功能分析整体功能 分析流程图

2、分析流程图 注意：注意： 即使电路只有一个功能即使电路只有一个功能 块，整体电路的逻辑功块，整体电路的逻辑功 能也不一定是这个功能能也不一定是这个功能 块原来的逻辑功能。块原来的逻辑功能。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 3.7.2 分析举例分析举例 例例1 如图是由双如图是由双4选选1MUX74LS135与若干门组成的电路，试与若干门组成的电路，试 分析输出分析输出Z与输入与输入X3、X2、X1和和X0之间的逻辑关系。之间的逻辑关系。 74LS153 1D1 1D0 1D2 1D3 1ST 2D1 2D0 2D2 2D3 2ST A0 A1 1Y 2Y X1 X0

3、 1 X3 7404 1 Z X2 1 0 7402 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 74LS153 1D1 1D0 1D2 1D3 1ST 2D1 2D0 2D2 2D3 2ST A0 A1 1Y 2Y X1 X0 1 X3 7404 1 Z X2 1 0 7402 解解 (1)划分功能块划分功能块 本题只划分一个功能块。本题只划分一个功能块。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 74LS153 1D1 1D0 1D2 1D3 1ST 2D1 2D0 2D2 2D3 2ST A0 A1 1Y 2Y X1 X0 1 X3 7404 1 Z X

4、2 1 0 7402 (2) 分析功能块分析功能块 注意：注意：74LS153是一个双是一个双4选选1的的MUX，片子未被选中时，片子未被选中时 输出逻辑电平是输出逻辑电平是0，而非高阻态。，而非高阻态。 2个个4选选1的的 MUX组成一个组成一个 8 选选1MUX。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 X3=0 0 0 74LS153 1D1 1D0 1D2 1D3 1ST 2D1 2D0 2D2 2D3 2ST A0 A1 1Y 2Y X1 X0 1 X3 7404 1 Z X2 1 0 7402 a. 当当X3=0时时 1 Z=1 数字电子技术基础数字电子技术基础

5、 上页上页下页下页返回返回 X3=1 0 74LS153 1D1 1D0 1D2 1D3 1ST 2D1 2D0 2D2 2D3 2ST A0 A1 1Y 2Y X1 X0 1 X3 7404 1 Z X2 1 0 7402 YZ X1 X0 0 0 0 1 1 0 1 1 Y X2 X2 1 1 功能表功能表 b. 当当X3=1时时 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 D1 D0 D2 D3 D5 D4 D6 D7 A0 A1 Y X1 X0 Z X2 X3A2 1 0 a. 画出电路的功能框图画出电路的功能框图 (3) 分析整体电路逻辑功能分析整体电路逻辑功能 数字

6、电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 D1 D0 D2 D3 D5 D4 D6 D7 A0 A1 Y X1 X0 Z X2 X3A2 1 0 电路实现了检测电路实现了检测8421BCD码的逻辑功能。码的逻辑功能。 b. 写出电路的功能表写出电路的功能表 1 1 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 X3 X2 X1 X0 Z 1 0 功能表功能表 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 例例2 图示电路由一片图示电路由一片4位二进制超前进位全加器

7、位二进制超前进位全加器74LS283、比、比 较器（可选较器（可选CC14585）与七段显示译码电路）与七段显示译码电路74LS47及显示块及显示块 LED组成的电路，试分析该电路的逻辑功能。组成的电路，试分析该电路的逻辑功能。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 解解 (1) 划分功能块划分功能块 将电路分为三个功能块：将电路分为三个功能块： 加法运算电路及加法运算电路及 比较器比较器 译码电路译码电路 显示电路显示电路 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 (2) 分析各功能块的逻辑功能分析各功能块的逻辑功能 74283是是4位二进制加位二进制

8、加 法器，输出法器，输出 F4F1是是 A3 A0与与B3 B0的和。的和。 当当F4F3F2F11010时，比较电路输出时，比较电路输出YAB=1。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 LED七段共阳极数码管，可显示十进制数七段共阳极数码管，可显示十进制数0 9。电阻。电阻R用来限用来限 制各段通过的电流。制各段通过的电流。 74LS47是是BCD七段七段 译码器，输出低电平有效，译码器，输出低电平有效， 可以直接驱动七段共阳极可以直接驱动七段共阳极 数码管。数码管。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 (3) 分析整个电路的逻辑功能分析整个电

9、路的逻辑功能 电路实现了电路实现了1位十进制加位十进制加 法器，数码管显示相加的法器，数码管显示相加的 结果。结果。 当相加结果当相加结果F4F3F2F11001时，数码管不显示。时，数码管不显示。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 例例3 如图是由如图是由38线译线译 码器码器74LS538和和74LS151 器件组成的电路。器件组成的电路。 74LS538的的POL端接端接 地表示输出为正逻辑，接地表示输出为正逻辑，接 高电平则输出为负逻辑；高电平则输出为负逻辑； 当当 时输出为高时输出为高 阻状态。试分析整个电路阻状态。试分析整个电路 的功能。的功能。 1 21

10、 OEOE 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 解解 (1) 将电路划分为两将电路划分为两 个功能块个功能块: : 38译码器译码器74LS538 MUX74LS151 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 (2) 分析功能块功能分析功能块功能 由由38线线译码器功能和译码器功能和 74538的介绍可知，当的介绍可知，当 二进制数二进制数A2A1A0取值为取值为i 时，对应的输出端时，对应的输出端Yi=1 ( (高电平有效高电平有效) )，其余，其余 输出端输出端Yj=0 (ji)。 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 由由

11、74LS151功能表可知，当功能表可知，当 使能端使能端EN=0时，对应着时，对应着A2 A 1 A 0由由000 111，输出，输出Y分别等分别等 于于D0 D7。 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 A2 A1 A0 Y 0 1 ST 74LS151功能表功能表 数字电子技术基础数字电子技术基础 上页上页下页下页返回返回 由由74LS151功能表可知，功能表可知， 当使能端有效时，对应着当使能端有效时，对应着 A2 A 1 A 0由由000 111，输，输 出出Y分别等于分别等于D0 D7。 (3) 整个电路的功能关系整个电路的功能关系 当当A2A1A0=i时，时，Di=Yi=1； 由于由于74LS538的的Yi与与74LS151的的Di连接。