单元设计-第十二章 组合逻辑电路1

1、课程名称：电工学与电子技术授课课题 课题十二：组合逻辑电路1授课班级上课时间第 周星期 月 日 第 节上课地点 教学内容1、 数字电路的分类2、 组合逻辑电路的分析方法和设计方法3、 编码器、译码器教学目标知 识 目 标能力（技能）目标1、 理解数字电路的分类，2、 理解组合逻辑电路的分析方法和设计方法3、 理解编码器、译码器的工作原理。1、 能够正确进行组合逻辑电路的分析和设计。2、 能够正确使用编码器和译码器。概述重难点及解决方法1、 重点：组合逻辑电路的分析方法和设计方法，编码器和译码器的工作原理。解决办法：通过教师先讲解，然后让学生进行练习，教师纠正错误的方式。参考资料1 李瀚荪.电路

2、分析基础.第3版.高等教育出版社.19932 秦增煌.电工学.第5版.高等教育出版社.19993 刘连新.电路分析基础.中国铁道出版社.20074 黄冬梅.电工基础.中国轻工业出版社.200912.1 概述（10分钟）1、数字电路的分类在数字系统中，根据逻辑功能的不同，数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。2、概念：若一个数字逻辑电路在某一时刻的输出，仅仅取决于这一时刻的输入状态，而与电路原来的状态无关，则该电路称为组合逻辑电路。3、组合逻辑电路的结构特点只能由门电路组成电路的输入与输出无反馈路径电路中不包含记忆单元12.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法所谓组合逻辑电路的分析就是根

3、据已知的组合逻辑电路，确定其输入与输出之间的逻辑关系，验证和说明该电路逻辑功能的过程。对给定的一个组合逻辑电路，确定其输入与输出之间的逻辑关系，验证和说明该电路逻辑功能的过程。所谓设计就是根据给定的功能要求，求出实现该功能的最简单的组合逻辑电路。12.2.1组合逻辑电路的分析方法（15分钟）1、基本分析方法逻辑图 从输入到输出逐级写出 逻辑表达式 化简 最简与或表达式 真值表 电路的逻辑功能2、分析举例课本例6.2.1、例6.2.2例分析下列电路的逻辑功能逻辑图：逻辑表达式：最简与-或表达式： 真值表：A B CY0 0 010 0 110 1 010 1 111 0 011 0 111 1

4、001 1 10电路的逻辑功能：电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。可用与非门实现：12.2.2 组合逻辑电路的设计方法（15分钟）1、基本设计方法电路功能描述 穷举法 真值表 逻辑表达式或卡诺图 最简与-或表达式 逻辑变换 逻辑电路图2、设计举例（1）单输出组合逻辑电路的设计 例6.2.3 ：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3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，

5、并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。电路功能描述：真值表（穷举法）：设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表：A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00 1 100001 0 01 0 11 1 01 1 10111逻辑表达式：最简与-或表达式（用卡诺图化简）： BCA0001111001111逻辑变换： 逻辑电路图：（2）多输出组合逻辑电路的设计例题见课本例6.2.4 设计一个将余三码变换为8421BCD码的组合逻辑电路。12.3 编码器（25分钟）概念：编码是用符号或数字表示特定对象的过程。实现编码操作的电路称为编码器。12.

6、3.1 二进制编码器1、何为二进制编码器？能够将各种输入信息编成二进制代码的电路称为二进制编码器。2、n位二进制代码只能对个信号进行编码。3、举例：三位二进制编码器输入8个互斥的信号输出3位二进制代码真值表：输入I输 出Y2 Y1 Y0I0I1I2I3I4I5I6I70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 0 01 1 1逻辑表达式：逻辑图：12.3.2 二 - 十进制编码器概念：二 十进制编码器：实现用4位二进制数代码对1位十进制数码进行编码的电路。亦即将09十个十进制数转换为二进制代码的电路。简称BCD编码器。举例：8421BCD码编码器输入10个互斥的数码，输出4

7、位二进制代码真值表：真 值 表输 入I输 出Y3 Y2 Y1 Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1逻辑表达式：逻辑图：12.3.3 优先编码器优先编码器：在多个信息同时输入时，只对输入中优先级别最高的信号进行编码。在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单方面排斥的特性。优先级别：编码者规定。举例：10线4线优先编码器（8421 BCD码优先编码器）真值表（设优先级别从I9至I0

8、递降）：逻辑表达式：集成10线-4线优先编码器输入端和输出端都是低电平有效，其逻辑符号如下：逻辑符号 图形符号12.4 译码器（25分钟）概念：将每一组输入二进制代码“翻译”成为一个特定的输出信号，用来表示该组代码原来所代表信息的过程称为译码。把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码。译码是编码的逆过程。实现译码的电路称为译码器。12.4.1 二进制译码器1、二进制译码器它是将输入二进制代码“翻译”成为原来对应信息的组合逻辑电路。2、它有n个输入端，个输出端。且对应于输入代码的每一种状态，2n个输出中只有一个为1（或为0），其余全为0（或为1）。3、二进制译码器可以译出输入变量的全部状态，故

9、又称为变量译码器。4、举例：译码器CT74LS138（中规模集成电路）A2、A1、A0为二进制译码输入端， 为译码输出端（低电平有效），G1、为选通控制端。当G11、+= 0 时，译码器处于工作状态；当G10、+= 1时，译码器处于禁止状态。在这里，G1=STA ，= ，= 。它们被称为使能端。上表为CT74LS138的真值表。输入：自然二进制码；输出：低电平有效。其逻辑图见课本图6.4.1。5、两片CT74LS138可以组成4线16线译码器。工作情况如下：当E=1时，两个译码器都不工作，输出都为高电平1。当E=0时，译码器工作：（1）当A3=0时，低位片工作。这时输出由输入二进制代码A2A1

10、A0决定。由于高位片的STA=A3=0而不能工作，输出都为高电平1。（2）当A3=1时，低位片的=A3=1不工作，输出都为高电平1。高位片的STA=A3=1处于工作状态，输出由输入二进制代码A2A1A0决定。12.4.2 二 十进制译码器1、概念：把二-十进制代码翻译成10个十进制数字信号的电路，称为二-十进制译码器。或：将输入的4位BCD码翻译成09十个相应输出信号的电路称为二-十进制译码器。2、它有四个输入端，十个输出端。二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制编码（BCD码），分别用A3、A2、A1、A0表示；输出的是与10个十进制数字相对应的10个信号，用Y9Y0表示。由于二-十进

11、制译码器有4根输入线，10根输出线，所以又称为4线-10线译码器。3、举例：4线-10线译码器CT74LS42（中规模集成电路）输入：8421BCD代码；输出：为低电平有效。（1）真值表（见课本表6.4.2）由表可见：CT74LS42输入伪码10101111时，输出都为高电平1，不会出现低电平0。因此，译码器不会产生错误译码。（2）逻辑表达式：（3）逻辑图：（4）引脚排列图和逻辑功能示意图12.4.3 数码显示译码器概念：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、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器。组成：主要是译码器+驱动器，通常这二者都集成在一块芯片上。1、七段数字显示器常见的七段数字显示器有半导体数码显示器（LED）和液晶显示器（LCD）等。这种显示器由七段发光的字段组合而成。LED是利用半导体构成的。而LCD是利用液晶的特点制成的。由七段发光二极管组成的数码显示器如下：显示举例（共阴极）：2、七段显示译码器：4线7段译码器/驱动器CC14547（1）真值表（2）逻辑表达式：（3）功能如下：消隐功能。当=0时，输出ab都为低电平0，各字段都熄灭，显示器不显示数字。数码显示。当=1时，译码器工作。当、（D、C