电子技术基础与技能 (7)

1、掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤；掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤；能分析简单逻辑电路的逻辑功能；能分析简单逻辑电路的逻辑功能；了解了解组合逻辑电路设计的基本组合逻辑电路设计的基本方法和步骤方法和步骤。7.1.1 7.1.1 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法 组合逻辑电路的分析，是指基于逻辑电路图，分析明确该电路的基本组合逻辑电路的分析，是指基于逻辑电路图，分析明确该电路的基本功能的过程。理论上讲，逻辑电路图本身就是逻辑功能的一种表达方式，功能的过程。理论上讲，逻辑电路图本身就是逻辑功能的一种表达方式，但许多情况下，用逻辑电路图表达的逻辑功能不够直观形象，往往需要将但许多情况下，用

2、逻辑电路图表达的逻辑功能不够直观形象，往往需要将其转化成逻辑表达式或是真值表的形式，以使逻辑更加直观、确定。组合其转化成逻辑表达式或是真值表的形式，以使逻辑更加直观、确定。组合逻辑电路的分析一般可按如图所示步骤进行：逻辑电路的分析一般可按如图所示步骤进行：化简化简逻辑表逻辑表达式达式最简逻辑最简逻辑表达式表达式逻辑逻辑功能功能真值真值表表列表列表推导推导分析分析（1 1）根据逻辑电路图，由输入到输出逐级）根据逻辑电路图，由输入到输出逐级写出逻辑表达式写出逻辑表达式。（2 2）化简逻辑表达式，得到最）化简逻辑表达式，得到最简简逻辑逻辑表达式表达式。（3 3）根据最）根据最简简逻辑逻辑表达式表达式

3、列出真值表。列出真值表。（4 4）根据所列真值表，分析确定电路的基本逻辑功能。）根据所列真值表，分析确定电路的基本逻辑功能。逻辑电逻辑电路图路图逻辑电路的分析步骤逻辑电路的分析步骤7.1.1 7.1.1 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法分析如图分析如图所示三人表决器电路的逻辑功能。所示三人表决器电路的逻辑功能。 第一步：根据电路逐级写出逻辑表达式。第一步：根据电路逐级写出逻辑表达式。第二步：化简逻辑表达式。第二步：化简逻辑表达式。 第四步：从真值表中可第四步：从真值表中可以看出三输入中至少有两个以看出三输入中至少有两个或或以上的输入为以上的输入为时，输出时，输出才为才为，否则输出为

4、，否则输出为，可，可知此电路为一少数服从多数知此电路为一少数服从多数的三人表决器。的三人表决器。第三步：根据化简后的逻辑表达式第三步：根据化简后的逻辑表达式列出如下所列出如下所示的真值表示的真值表 7.1.2 7.1.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计 与组合逻辑电路的分析相反，逻辑电路的设计是根据给定的逻辑功与组合逻辑电路的分析相反，逻辑电路的设计是根据给定的逻辑功能要求，设计出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计可能要求，设计出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计可按如图所按如图所示步骤示步骤进行：进行：归纳归纳真值表真值表逻辑表逻辑表达式达式逻辑电逻辑电路图路图合理的逻合理

5、的逻辑表达式辑表达式化简化简分析分析作图作图（1 1）逻辑状态赋值。）逻辑状态赋值。（2 2）根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真值表。）根据事件的因果关系，列出输入和输出对应的真值表。（3 3）按真值表写出逻辑表达式。）按真值表写出逻辑表达式。（4 4）将逻辑表达式化简）将逻辑表达式化简变换成合理的逻辑表达式。变换成合理的逻辑表达式。（5 5）根据化简或变换）根据化简或变换后合理的后合理的逻辑表达式，画出逻辑电路图。逻辑表达式，画出逻辑电路图。功能功能要求要求组合逻辑电路的设计步骤组合逻辑电路的设计步骤7.1.2 7.1.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计 例例 ：某写字楼控制室

6、有：某写字楼控制室有3 3个个报警灯：报警灯： （火警）（火警）、 （盗警）（盗警）和和 （一般业务）（一般业务），按事态轻重缓急要求，有多，按事态轻重缓急要求，有多个个报报警同时警同时出现时，在同一时出现时，在同一时间只能有一个信号通过，首先接通的是火警信号，其次为盗警信号，最后间只能有一个信号通过，首先接通的是火警信号，其次为盗警信号，最后是日常一般业务信号。试按照上述要求设计一个信号控制电路。要求用集是日常一般业务信号。试按照上述要求设计一个信号控制电路。要求用集成门电路成门电路74LS0074LS00（每片（每片含四个含四个2 2输入端输入端与非与非门）实现。门）实现。0L1L2L （

7、1 1）逻辑状态赋值）逻辑状态赋值 按电路设计要求，该电路有三个输出：按电路设计要求，该电路有三个输出： （火警）、（火警）、 （盗警）（盗警）和和 ，应该应该对应有对应有3 3个输入，分别用个输入，分别用 、 、 表示。对于输入，设有信表示。对于输入，设有信号为号为逻辑逻辑1 1，没信号为没信号为逻辑逻辑0 0。对于输出，设灯亮为对于输出，设灯亮为逻辑逻辑1 1，灯不亮为灯不亮为逻辑逻辑0 0。0L1L2L0I1I2I （4 4）这三个表达式已为最简，不需化简。但设计根据要求，需要用）这三个表达式已为最简，不需化简。但设计根据要求，需要用非非门和门和与与门实现，且门实现，且L L2 2需用三

8、输入端需用三输入端与与门才能实现，不符合设计要求，故将门才能实现，不符合设计要求，故将上式转换为上式转换为与与非非表达式表达式00IL 101IIL 2102102IIIIIIL（3 3）由真值表写出各输出）由真值表写出各输出的逻辑表达式的逻辑表达式00IL 101IIL 2102IIIL 7.1.2 7.1.2 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法解：解：（5 5）画）画出逻辑电路图出逻辑电路图如图所示，可用两片集成如图所示，可用两片集成与非与非门门74LS0074LS00来来实实现。现。 （2 2）列真值表）列真值表 根据所设计电路功能要求给定的逻辑，列出该电路的真值表。表中根据所

9、设计电路功能要求给定的逻辑，列出该电路的真值表。表中“”表示取任意值，即该项输入对输出不产生影响。表示取任意值，即该项输入对输出不产生影响。熟知编码器的基本功能和常见类型熟知编码器的基本功能和常见类型; ;了解二进制编码器了解二进制编码器、二十进制、二十进制编码器的基本功能和真值表编码器的基本功能和真值表; ;理解优先编码器的工作特点，理解优先编码器的工作特点，掌握二十进制掌握二十进制优先编码器优先编码器; ;74LS14774LS147的的引脚引脚功能及功能及应用方法应用方法; ;了解了解74LS13874LS138的的扩展应用。扩展应用。7.2.1 7.2.1 二二十进制十进制编码器编码器

10、一、二进制编码器一、二进制编码器 用用n n位二进制代码对位二进制代码对2 2n n个信号进行编码的电路，称为二进制编码器。个信号进行编码的电路，称为二进制编码器。 如图所示如图所示为为3 3位二进制编码器示意图，因其有位二进制编码器示意图，因其有8 8个输入、个输入、3 3个输出，故个输出，故也也称为称为8 8线线-3-3线编码器。线编码器。 二进制编码器按其输入和输出的数量，二进制编码器按其输入和输出的数量，还有还有4 4线线-2-2线编码器、线编码器、1616线线-4-4线编码器等。线编码器等。 编码器在任意时刻只能对一个输入信编码器在任意时刻只能对一个输入信号编码，即号编码，即8 8个

11、输入中只能有一个输入中只能有一个个输入输入有效。有效。7.2.1 7.2.1 二二十进制十进制编码器编码器一、二进制编码器一、二进制编码器 3 3位二进制编码位二进制编码器的真值表如下表所示。器的真值表如下表所示。根据真值表可以写出根据真值表可以写出逻辑函数表达式逻辑函数表达式 上述逻辑函数表达式已为最简上述逻辑函数表达式已为最简与或与或表达式，可据此画出用表达式，可据此画出用或或门组成的门组成的3 3位位二进制编码器二进制编码器的逻辑电路图。如图所示。的逻辑电路图。如图所示。 7.2.1 7.2.1 二二十进制十进制编码器编码器一、二进制编码器一、二进制编码器 将十进制数将十进制数0 09

12、9的的1010个数编成个数编成二进制代码的电路，二进制代码的电路，称为二称为二十进制十进制编码编码器。要对器。要对1010个信号进行编码，至少需要个信号进行编码，至少需要4 4位二进制代码（位二进制代码（ ），），所以二所以二十进制十进制编码器的输出信号为编码器的输出信号为4 4位。位。 因为因为4 4位二进制代码有位二进制代码有1616种状态组种状态组合，可任意选出合，可任意选出1010种表示种表示0 09 9这这1010个数个数字；不同的选取方式即表示不同的编码字；不同的选取方式即表示不同的编码方法，如方法，如8421BCD8421BCD码、码、2421BCD2421BCD码、余码、余3B

13、CD3BCD码等，在此我们主要介绍最常用的码等，在此我们主要介绍最常用的8421BCD8421BCD编码器。编码器。162 n7.2.1 7.2.1 二二十进制十进制编码器编码器二、二二、二十进制十进制编码器编码器7.2.1 7.2.1 二二十进制十进制编码器编码器二、二二、二十进制十进制编码器编码器 8421BCD 8421BCD 编码器的真值表如下表所示。编码器的真值表如下表所示。 将编码器各输入赋予不同的优先级别，电路运行时，允许同时输入两将编码器各输入赋予不同的优先级别，电路运行时，允许同时输入两个或两个以上的信号，但电路只对优先级别高的输入信号编码，对其他输个或两个以上的信号，但电路

14、只对优先级别高的输入信号编码，对其他输入信号不予考虑，这样的电路称为优先编码器。目前市场供应的集成编码入信号不予考虑，这样的电路称为优先编码器。目前市场供应的集成编码器多为优先编码器。器多为优先编码器。 74LS147 74LS147 的实物图和引脚排列如图所示。的实物图和引脚排列如图所示。7.2.2 7.2.2 二二十进制十进制优先编码器优先编码器 74LS14774LS147是一种常用的是一种常用的8421BCD8421BCD码集成优先编码器，代用型号有码集成优先编码器，代用型号有4014740147等。等。 74LS147 的真值表如下表所示。的真值表如下表所示。理解译码器的基本功能，熟

15、悉常见类型理解译码器的基本功能，熟悉常见类型；了解二进制译码器、二了解二进制译码器、二- -十进制译码器的基本功能和真值表十进制译码器的基本功能和真值表；了了解半导体数码管的基本结构和工作原理解半导体数码管的基本结构和工作原理；了解典型的译码显示电路了解典型的译码显示电路；了解了解74LS13874LS138的的应用应用拓展拓展。7.7.3 3.1 .1 通用译码器通用译码器 一、一、 二进制译码器二进制译码器 二进制译码器的功能是将二进制码按其原意翻译成相应的输出信二进制译码器的功能是将二进制码按其原意翻译成相应的输出信号。二进制译码器有号。二进制译码器有 个输入线，个输入线， 个输出线，按

16、其输入和输出的线数，个输出线，按其输入和输出的线数，二进制译码器可分为二进制译码器可分为2线线-4线译码器、线译码器、3线线-8线译码器和线译码器和4线线-16线译码线译码器等。器等。nn274LS138是一种典型的是一种典型的二进制译码器。二进制译码器。其实物图和引脚排列如图所示。其实物图和引脚排列如图所示。7.7.3 3.1 .1 通用译码器通用译码器一、一、 二进制译码器二进制译码器7.7.3 3.1 .1 通用译码器通用译码器二、二、二二- -十进制译码器十进制译码器 二二- -十进制译码器也称十进制译码器也称为为BCD译码器，它的功能是将输入的译码器，它的功能是将输入的1位位BCD码

17、码(4位二进制码位二进制码)译成译成10个高、低电平输出信号，因此也个高、低电平输出信号，因此也称为称为410译码译码器。常用的二器。常用的二- -十进制集成译码器型号有十进制集成译码器型号有74LS42、T1042、T4042等。等。 74LS42 74LS42 的实物图和引脚排列如图所示，真值表如表所示。的实物图和引脚排列如图所示，真值表如表所示。7.7.3 3. .2 2 显示译码器显示译码器 与二进制译码器不同，显示译与二进制译码器不同，显示译码器是用来驱动显示器件，以显示码器是用来驱动显示器件，以显示数字或字符的中规模集成电路。显数字或字符的中规模集成电路。显示译码器随显示器件的类型

18、而异，示译码器随显示器件的类型而异，与辉光数码管相配的是与辉光数码管相配的是BCD十进制十进制译码器，而常用的半导体数码管、译码器，而常用的半导体数码管、液晶数码管、荧光数码管等是由液晶数码管、荧光数码管等是由7个个或或8个字段构成字形的，因而与之相个字段构成字形的，因而与之相配的有配的有BCD七段或七段或BCD八段显示译八段显示译码器。码器。其组成示意图如图所示。其组成示意图如图所示。 半导体数码管是将半导体数码管是将七个发光二极管（七个发光二极管（LED）排列成）排列成“日日”字形状制字形状制成的，成的，如实物图如实物图所示，所示，七七个发光二极管分别用个发光二极管分别用a、b、c、d、e、f、g 这这七七个小写英文字母表示