何惠玲《数字电路与逻辑设计》szdl 4 组合电路

1、数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路第四章 组合逻辑电路n概述概述n组合逻辑电路的分析和组合逻辑电路的分析和设计设计n常用的组合逻辑电路常用的组合逻辑电路 * *编码器编码器 * *译码器译码器 * *数据选择器与数据分配器数据选择器与数据分配器 * *加法器加法器 * *数值比较器数值比较器n竞争冒险现象竞争冒险现象n小结小结数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.1 概述n组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点n组合逻辑电路的结构特点组合逻辑电路的结构特点 n组合逻辑电路的一般形式组合逻辑电路的一般形式 任何时刻输出信号只决定于该时刻的输入信号，而与电路原来的状态无关没有反馈通路 不

2、含记忆单元Y = F a1 , a2, an 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.2.1 组合逻辑电路的分析n组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤： （1）根据逻辑图，写逻辑函数表达式，并化简 （2）由逻辑表达式列出真值表 （3）由表达式或真值表，确定电路的逻辑功能n例题例题1 (P162 例4.2.1）n例题例题2 （电路分析-校验器）n例题例题3 （表决器）n例题例题4 （半加器）数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例题（4.2.1)n例例1 1：分析如图所示电路的逻辑功能 解：解：（1）根据电路图写表达式) () () () ()()()(012BDC

3、DBDCDYADCBDCCBDADCBDCCBDYDCDBADCDBAY(DC)(DBA)数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析组合电路的分析例题（例题（4.2.1)续续n解：解：（1）根据电路图写表达式（2）由表达式列真值表 （3）逻辑功能： 4位二进制数值判断器DCBAY2Y1Y0DCBAY2Y1Y000001100010001110011001011010100111101110100111001010111101101101111010111111111) () () () ()()()(012BDCDBDCDYADCBDCCBDADCBDCCBDYDCDBADCDBA

4、Y数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例2n例例2 2：分析如图所示电路的逻辑功能 解：解：（1）根据电路图写表达式)(2121211AAAAAAY)(4343432AAAAAAY)(212112YYYYYYY)15,12,10, 9 , 6 , 5 , 3 , 0(43214321432143214321432143214321mAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例2（续）n解：解：（1）根据电路图写表达式(续上) （2）列出真值表)15,12,10,9 ,6 , 5 , 3 ,0(),(4

5、321mAAAAY（3）电路逻辑功能：四输入偶校验器 四输入信号中，有偶数个1时，输出为1A1A2A3A4YA1A2A3A4Y00001100000001010011001001010100111101100100011001010111101001101111000111011111数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例3n例例3：分析如图所示电路的逻辑功能 解：解：（1）根据电路图写表达式ACYBCYABY321ACBCABYYYY321数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例3（续） 解：解：（1）根据电路图写表达式（2）列出真值表 （3）电路功能ABC

6、Y000001010011100101110111多数表决器 三输入变量中，有两个或两个以上为1时，输出为1。ACBCABYYYY32111110000数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例4n例例4：分析如图所示电路的逻辑功能 解：解：（1）根据电路图写表达式ABYCBABAABBAABYYSBABBABABBYYABABAAABAYYABY)()()()() ()()()() ()()()(12113121数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的分析例题4（续） 解：解：（1）根据电路图写表达式 （2）列出真值表 （3）说明电路功能 实现半加运算 其中：S本位的

7、和 C向高位的进位ABYCBABAABS1ABCS0000010110011110数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.2.2 组合逻辑电路的设计n组合逻辑电路的设计步骤：组合逻辑电路的设计步骤：（1）根据逻辑问题，确定输入、输出变量，列出真值表（2）由真值表写逻辑表达式（3）对逻辑表达式化简或变换成恰当形式（4）根据表达式画逻辑图n例题例题1 (校验器）n例题例题2（排队电路）n例题例题3 （P165 例4.2.2交通灯)数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例1n例例1：设计一个三变量的奇校验器。当三个输入中有奇数个1时，输出为1。 解：解：（1）根据逻辑要求列真值表

8、 )7 , 4 , 2 , 1 (mABCCABBCACBAY（2）由真值表写表达式ABCY000001010011100101110111输入变量：A、B、C输出变量：Y10110100数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例1（续）（2）由真值表写表达式（3）对表达式化简或整理（4）画出对应的逻辑图)7 , 4 , 2 , 1 (mABCCABBCACBAYCBACBACBABCCBABCCBAABCCABBCACBAY)()( )() ( 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例2n例例2 2：设计一个三线排队电路，其逻辑功能是：输入信号A、B、C分别由Y

9、A、YB、YC输出。若同时有多个信号出现，则按A、B、C优先顺序输出。要求用与非门实现。 ABCYAYBYC000000001001010010011010100100101100110100111100解：解：（1）根据逻辑要求列真值表 输入变量：A、B、C； 输出变量： YA、YB、YC数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例2（续）n解：解：（1）根据逻辑要求列真值表 输入变量：A、B、C； 输出变量： YA、YB、YC（2）由真值表写表达式CBAYBCABCAYABCABCCABCABYCBAABCYAYBYC000000001001010010011010100100

10、101100110100111100数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例2（续2）（2）由真值表写表达式,并对表达式化简及整理 （按题目要求整理成与非表达式）（3）画出对应的逻辑图)()(CBACBAYBABABCABCAYAABABABCABCCABCABYCBA数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例3n例例3：设计一个交通灯故障检测电路。设计一个交通灯故障检测电路。解：解：（1）根据逻辑要求列真值表 （2） 写表达式RAGY000001010011100101110111RAGRAGGRAAGRGARmY)7 ,6 , 5 , 3 ,0(输入变量：红_

11、R、黄_A、绿_G (灯亮为1, 灯灭为0)输出变量： Y (故障为1, 无故障为0)11001011数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例3（续）n解：解：（2）表达式化简并整理:)( 11 RAGRAGGRAAGRGARY)2( 2RARGAGGARY)4( )()()() (4RARGAGGARY )5( )()4 , 2 , 1 ()7 , 6 , 5 , 3 , 0(5GRAAGRGARmmY)3( )(3RARGAGGARYn式(2)、式（4）、式（5）逻辑图:数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路组合电路的设计例3（逻辑图） )()()() (4RARGAGG

12、ARY RARGAGGARY2 ) (5GRAAGRGARYn逻辑图:数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.3.4 加法器n加法器加法器n加法器的主要分类加法器的主要分类 不考虑低位向高位的加法运算电路，称为半加器（Half AdderHA)考虑了低位向高位的加法运算电路，称为全加器（ Full AdderFA)实现加法运算的电路半加器、全加器、多位全加器n半加器半加器n全加器全加器n多位全加器多位全加器数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 一位半加器n 一位半加：一位半加： * * 功能表功能表 * * 逻辑图逻辑图（半加器） * * 表达式表达式ABCBAABBASOABCO

13、S0000010110011110 SCBAO（ S 本位的和 CO 向高位的进位 ）逻辑框图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路2. 一位全加器n 一位全加：一位全加：ABCIABCICIABBCIAmCOABCICIABBCIACIBAmS)7 , 6 , 5 , 3()7 , 4 , 2 , 1 (ABCICOS0000000101010010111010001101101101011111 SCOCIBA011010114 位二进制加法例： 1110低位来的进位信号10001 向高位的进位信号（S本位的和；CO向高位的进位；CI 低位来的进位）n功能表：功能表：n逻辑表达式：逻辑表

14、达式：n表达式：表达式：数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路一位全加器一位全加器（续）（续）n逻辑表达式逻辑表达式ABCIABCICIABBCIACOCIBAABCICIABBCIACIBASABCIBAABBCIACIABCIBAABCIBA)()(n逻辑图（全加器）与逻辑框图逻辑图（全加器）与逻辑框图逻辑框图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 多位全加器n多位全加多位全加( (四位四位) )： 01230123BBBBBAAAAA设： 0123SSSSCBAO则：011010114 位二进制加法例：10001 n中规模集成器件中规模集成器件采用1位全加器串接方式，将低位进位输

15、出端依次连至相邻高位的进位输入端，高位数的相加须等到低位运算完成后才能进行称：串行进位。运算速度较慢。进位数直接由加数、被加数和最低位进位数形成。每位运算并行进行。运算速度快。* *方法方法1 1：串行进位法：串行进位法（如下图）* *方法方法2 2：超前进位法：超前进位法数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 多位全加器超前进位法n超前进位法：超前进位法：;,;,;.,;,;,000112211CIBABABABABAFCiiiiiiiO可为：位则：第COin第第i i位分析位分析)()()()()()()()(:2)()()()(:1)(0:000000111122222200000

16、1111222222222200000111112000001111011111000001101110100000000000CIBABABABABACIBASCIBABABABABABACIBABACOCIBABABABACOCIiCIBABABABACOBABACOCIBABABACOBASCOCIiCIBABACOCIBASCIi 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 多位全加器超前进位法n超前进位法：超前进位法：对第对第 i 位本位和位本位和S I 和进位和进位C0 i，有：有：iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCIBABABACIACIBCIBACIBACIB

17、ACIBACO)(iiiiiiiiiiiiiiiCIBACIBACIBACBACIBAS. )()()()()(22222111111111iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCIBABABABABABACIBABABABACO;,;,;.,;,;,00112211CIBABABABABAFCiiiiiiiO则：n超前进位法超前进位法( (逻辑图逻辑图) )进位数直接由加数、被加数和最低位进位数形成。每位运算并行进行。运算速度快。111111)(iiiiiiiCIBABACOCI其中：可为：则： iCO数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 多位全加器超前进位法(逻辑图)n超前

18、进位法：超前进位法：进位信号直接由各级输入信号产生数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4. 中规模集成器件中规模集成器件加法器加法器74LS83n中规模集成器件：中规模集成器件： 74LS83四位全加器n逻辑符号逻辑符号n例题例题4位输入信号加法器74LS834位输入信号低位来的进位信号向高位的进位信号输出信号数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路中规模集成器件加法器例题n例例1：图1所示为74LS83逻辑电路，分析其输出结果。解解: 选用2片四位全加器74LS83，如图2，画电路连接图。图1图210001n例例2：设计一个八位全加器 低4位（A3A0，B3B0)高4位（A7A4，B7B

19、4)A7A4B7B4A3A0B3B0数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.3.2 译码器n译码器译码器将每一组输入代码译为一个特定输出信号的组合逻辑电路。n译码器主要分类：译码器主要分类： 二进制译码器、二十进制译码器、显示译码器等n二进制译码器二进制译码器n二二十进制译码器十进制译码器n显示译码器显示译码器数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 二进制译码器n特点特点 输入为n位二进制代码,输出为2n位信号 称n位二进制译码器n3 3线线-8-8线译码器及电路实现线译码器及电路实现 A2 A1 A0 : 输入信号 Y0 Y7 : 输出译码信号输 入输 出A2A1A0Y7Y6Y5Y

20、4Y3Y2Y1Y00000000000100100000010010000001000110000100010000010000101001000001100100000011110000000若输入为3, 输出为8 称： 3位二进制译码器(或3线-8线译码器)若输入为4, 输出为16 称： 4位二进制译码器(或4线-16线译码器)n3线线-8线译码器（线译码器（74HC138） 真值表、电路图真值表、电路图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 二进制译码器3线-8线译码器输 入输 出A2A1A0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y000000000001001000000100100000

21、01000110000100010000010000101001000001100100000011110000000n3 3线线-8-8线译码器线译码器 （A2 A1 A0 :输入信号 Y0 Y7 :输出译码信号） 真值表 逻辑表达式：70127201221012100120mAAAYmAAAYmAAAYmAAAY.电路实现（二极管阵列）n真值表、电路图真值表、电路图iimY 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 二进制译码器二进制译码器3 3线线-8-8线译码器（线译码器（138138）n3线线-8线译码器线译码器74HC138电路电路/逻辑框图逻辑框图/功能表功能表1111111

22、0111111110111011111101011011111011101011110111001011101111110011011111010010111111100011111111000011111111XXX1X1111111XXXX0A0A1A2S1输 出输 入32SS 01234567YYYYYYYYA2 A1 A0 : 输入信号 Y0 Y7 : 输出译码信号且低电平输出S1 S2 S3 : 片选控制端 (当S1 S2S3=100时,74138正常工作)逻辑框图S1=0,输出被封锁S2+S3 =1,输出被封锁数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 二进制译码器二进制译码器3

23、 3线线-8-8线译码器（线译码器（138138）n3线线-8线译码器线译码器74HC138电路电路/逻辑框图逻辑框图/功能表功能表n分析与设计分析与设计1 1、设计、设计2 2n多片扩展举例多片扩展举例附加控制端低电平输出A2 A1 A0 : 输入信号 Y0 Y7 : 输出译码信号且低电平输出S1 S2 S3 : 片选控制端 (当S1 S2S3=100时,74138正常工作)数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制译码器举例(分析)n例题例题1: 74138电路如下图所示, 写出Y1、Y2逻辑表达式。CABCCABBCACBA设计举例设计举例设计设计1 1、设计、设计2 2753175

24、3175311) (mmmmYYYYYYYYY7657657652) (mmmYYYYYYYABACABCABCCAB解：解：解：解：数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制译码器举例(设计1)n例题例题1:用74138实现逻辑函数例题例题2:用74138设计三输入的多数表决电路ACCBY) (75407540YYYYmmmmABCCABCABCBAACCBY)(76537653YYYYmmmmABCABCCABBCAACBCABY(2)画电路图(2)画电路图解解: : (1)将表达式整理成最小项形式解解: : (1)列真值表并写出逻辑表达式ABCY0000001001000111100

25、0101111011111数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路例：例：利用74HC138设计一个多输出的组合逻辑电路，输出逻辑函数式为：ABCCBBCAZCABBAZCBABCZCABBCAACZ4321),(),(),(),(742053273165434321mABCCBBCAZmCABBAZmCBABCZmCABBCAACZ)(),()(),()(),()(),(74204532373126543174205327316543mmmmmZmmmmZmmmmZmmmmmZ二进制译码器举例(设计2)数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制译码器举例(扩展)n例题例题1:试用两片74

26、138组成4线-16线译码器解解:*输出：8线 16线*输入：3线 4线*选用两片138,其中(1)为低位片,(2)为高位片*A10与A20、 A11与A21、 A12与A22，D0、D1、D2。 D3？数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制译码器举例(扩展)n例题例题1:试用两片74138组成4线-16线译码器解解:输出：8线 16线输入：3线 4线数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路2. 二十进制译码器n特点特点 输入为4位二进制代码,输出为10个信号 （将输入BCD码的10个代码译成10个高、低电平的输出信号）n输入代码为输入代码为: : 00001001 输出信号为输出信号

27、为: : Y0 - Y9 ( 其中: 输入代码 10101111 为无关项)n输出译码信号输出译码信号: :n应用应用(参照二进制译码器)012399012300AAAAmYAAAAmYmYii数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 显示译码器n特点特点 用于数字显示的电路n器件种类器件种类: :n七段字符显示器七段字符显示器n显示译码器电路及应用显示译码器电路及应用七段式八段式按发光材料: 荧光管;发光二极管(LED);液晶显示器(LCD)等按显示形式: 点阵式; 分段式 等数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路显示译码器电路及应用n驱动方式驱动方式: : 共阴极接法共阴极接法; ;

28、 共阳极接法共阳极接法输入高电平有效（高电平驱动）输入低电平有效（低电平驱动）n显示译码器显示译码器: (7448) 输入(4线): A3 A2 A1 A0 输出(7线): a,b,c,d,e,f,g*7448输出高电平有效（高电平驱动） *数码管为共阴极接法数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路输 入输 出数字数字A3A2A1 A0YaYbYc YdYeYfYg字形字形0000011111101000101100002001011011013001111110014010001100115010110110116011000111117011111100008100011111119100

29、1111001110101000011011110110011001121100010001113110110010111411100001111数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路真值表真值表 卡诺图卡诺图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路BCD七段七段显示译码器显示译码器74487448的逻辑图的逻辑图)()()()()()()(0121230112023012012012012012230120121302130123AAAAAAYAAAAAAAYAAAYAAAAAAAAAYAAAAAYAAAAAAAAYAAAAAAAAYgfedcba0BI数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑

30、电路7448的附加控制信号的附加控制信号：n灯测试输入灯测试输入 LT : 当LT=0, 输出Y 全为1n灭零输入灭零输入RBI :n灭灯灭灯输入输入/灭零灭零输出输出RI /RBO : 当 ， 时，则灭灯00000123AAAA0RBI作为输入信号，称:灭灯输入控制端： 当 BI =0 无论输入状态是什么，数码管熄灭作为输出信号，称灭零输出端： 只有当输入 A3A2A1A0 =0 ，且灭零输入信号RBI =0 时，则RBO =0。因此 RBO =0 表示译码器将本来应该显示的零熄灭了数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.3.1 编码器n编码编码: :n编码器主要分类编码器主要分类 ：

31、将每一输入按一定的规律,编成不同的代码,叫做编码。 实现编码的电路称为编码器二进制编码器、二十进制编码器、优先编码器等n二进制编码器二进制编码器n二二十进制编码器十进制编码器n优先编码器优先编码器数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 二进制编码器n二进制编码器二进制编码器 输入输入Y2Y1Y0输入输入Y2Y1Y0I0000I4100I1001I5101I2010I6110I3011I7111输入信号为2n，输出信号为n，称：n位二进制编码器若输入为8, 输出为3 - 3位二进制编码器(或8线-3线编码器)若输入为16,输出为4 - 4位二进制编码器(或16线-4线编码器)n举例举例:

32、: 8线3线编码器 输入变量: I0 - I7 （8线） 输出变量: Y2、Y1、Y0 （3线） （1）列功能表:数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制编码器（续1）n举例举例: 8线3线编码器（1）功能表:（2）表达式:753107632176542IIIIYIIIIYIIIIY输入输入Y2Y1Y0输入输入Y2Y1Y0I0000I4100I1001I5101I2010I6110I3011I7111数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路二进制编码器(续2)（3）由表达式画电路图/逻辑框图n电路特点电路特点: 753107632176542IIIIYIIIIYIIIIY(1) 按二进制

33、递增规律编码(2) 任何时候只有一个输入信号有效电路图逻辑框图输入信号输入信号输出信号输出信号数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路2. 二十进制编码器n二二十进制编码器十进制编码器输入信号为:10位, 输出信号为:4位 输入信号为: I0, I1 I9 输出信号为: D、C、B、A ( 其中: 输出代码中 10101111 不出现)n二二十进制编码器逻辑框图十进制编码器逻辑框图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 优先编码器n优先编码器优先编码器输输 入入输输 出出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0XXXXXXX1111XXXXXX10110XXXXX100101XXXX

34、1000100XXX10000011XX100000010X100000000110000000000允许多个信号同时输入,并按信号的优先级别编码输出。输入:I0, I1 I7 (设：I7 优先权最高I0 优先权最低）输出:Y2, Y1, Y0n例如例如:位二进制优先编码器位二进制优先编码器n74LS148逻辑功能及逻辑框图逻辑功能及逻辑框图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 优先编码器74148-功能分析-1n位二进制优先编码器位二进制优先编码器 (74LS148) 输入:I0 I1 I7 控制端: S 输出: Y2 Y1 Y0 输出扩展端: YS ，YEX输输 入入输输 出出1X

35、XXXXXXX11111011111111111010XXXXXXX0000100XXXXXX01001100XXXXX011010100XXXX0111011100XXX01111100100XX011111101100X0111111110100011111111111076543210IIIIIIIIS 012YYY EXSYY 输入低电平有效 (I7 )输出反码(Y2Y1Y0 )片选控制端(S )。当S =0,编码器正常工作当S =1, 输入为任何信号，输出均为“1 1 1”当S =0, 按优先权编码输出当S =0, 无输入信号时，输出为“1 1 1”数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻

36、辑电路3. 优先编码器74148-功能分析-2n位二进制优先编码器位二进制优先编码器 (74LS148) 输入:I0 I1 I7 控制端: S 输出: Y2 Y1 Y0 输出扩展端: YS ，YEX输输 入入输输 出出1XXXXXXXX11111011111111111010XXXXXXX0000100XXXXXX01001100XXXXX011010100XXXX0111011100XXX01111100100XX011111101100X0111111110100011111111111076543210IIIIIIIIS 012YYY EXSYY 片选控制端(S )。当S =0,编码器正

37、常工作选通输出端(YS )：YS =0，表示无输入信号。输出扩展端(YEX )：YEX =0，表示有输入信号。数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 优先编码器74148-功能及框图n位二进制优先编码器位二进制优先编码器(74LS148) 输入:I0 I1 I7 控制端: S 输出: Y2 Y1 Y0 输出扩展端: YS ，YEXn 74LS148逻辑框图逻辑框图n例题例题，表示无输入信号到来：选通输出端。当，表示有输入信号到来：输出扩展端。当，编码器正常工作片选信号。当0 0 :0SSEXEXYYYYSS数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 优先编码器例题n例题例题1：用74L

38、S148设计一个正码输出的优先编码器n例题例题2：试用两片148设计成16线-4线优先编码器数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.3.3 数据选择器n数据选择器数据选择器 从多路输入数据中选择一路输出的逻辑电路。亦称多路选择器（MUX）。n数据分配器数据分配器 一路输入数据通过地址控制，从指定的某一输出端输出。 一般有：2n位数据输入端（D0 D2n1） 1 位输出 n 位地址控制信号（A0 An-1）一般有： 1 位输入 2n位数据输出端（D0 D2n1） n 位地址控制信号（A0 An-1）数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路数据选择器n数据选择器数据选择器 2n个数据输入端（D

39、0 D2n1 ） 亦称2n 选1数据选择器。 如: 其地址信号 数据信号 2选1 1 2 4选1 2 4 8选1 3 8n2选选1数据选择器数据选择器 n4选选1数据选择器数据选择器n8选选1数据选择器数据选择器n应用举例应用举例数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 2选1数据选择器n电路特点电路特点: : 2个数据输入端,1个输出,地址线1 (数据端: D0, D1 输出:Y 地址控制端: A ) n描述描述: : * * 功能表功能表 * * 逻辑表达式逻辑表达式 * * 逻辑图与逻辑框图逻辑图与逻辑框图10ADDAYAY0D01D1数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路2. 4

40、选1数据选择器n电路特点电路特点: : 4个数据输入端,1个输出,地址线2个 (数据端: D0,D1,D2,D3 输出端:Y 地址控制端: A0,A1 )n* *功能表功能表: : * * 逻辑框图逻辑框图 * * 逻辑表达式逻辑表达式 301201101001DAADAADAADAAYA1A0Y00D001D110D211D3数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路3. 8选1数据选择器n电路特点电路特点: 8个数据输入端, 1位输出, 地址线3位 数据端: D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 输出端: Y 地址控制端: A2, A1,A0n*功能表功能表: * 逻

41、辑表达式逻辑表达式 * 逻辑框图逻辑框图701260125001240123012201210120012DAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAYSA2A1A0Y00 0 0D00001D1001 0D20 011D301 0 0D40101D5011 0D60111D71XXX0iiDm数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4. 数据选择器_应用举例1n例题例题1:1: 分析如图所示4选1数据选择器电路,写出其逻辑表达式。 解：解：*由图写表达式并整理得：n例题例题2 2n例题例题3 330120110100114DAADAADAADAAY数据选择器表达式：选)

42、()( ACCBACABCBCBBAACABCABABCBA1010:3210CABABBACBAYCDDDCD得：代入式中将 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4. 数据选择器_应用举例2n例题例题2: 用用8 8选选1 1数据选择器实现三变量多数表决电路。数据选择器实现三变量多数表决电路。 解：*三变量多数表决真值表（见前略） *由真值表写表达式得 )7 , 6 , 5 , 3(mABCABCCABBCAY1111ABCABCCABBCAY* 画出电路连接图CAB AAA012* 令：0421017653DDDDDDDD*将表达式整理成 8 选 1 的形式 数字电路与逻辑设计 第4章

43、 组合逻辑电路4. 数据选择器_应用举例3n例题例题3:3: 用用4 4选选1 1数据选择器实现三变量多数表决电路。数据选择器实现三变量多数表决电路。 解：解：*三变量多数表决真值表（见前略） *由真值表写表达式得 ABCABCCABBCAY)(CCABCABCBAY10ABCABCBABA* 画出电路连接图BAAA01 *令：1 03210DCDCDD*将表达式整理成 4 选 1的形式数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路5. 数据分配器n数据分配器数据分配器 一般有：1 位输入 2n 位数据输出端 （Y0 Y2n1 ） n 位地址控制信号（A0 An-1）n数据分配器电路数据分配器电路

44、(可用74138实现)n应用应用: : 构成双刀多掷开关 构成总线串行数据系统 数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.3.5 数值比较器n数值比较器数值比较器 n数值比较器主要分类数值比较器主要分类 完成数值比较的组合逻辑电路。 (数值比较的三种结果：大于、小于、等于)一位数值比较器 多位数值比较器n一位数值比较器一位数值比较器n多位数值比较器多位数值比较器n应用举例应用举例构成多位数值比较器数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 一位数值比较器n一位数值比较器一位数值比较器 比较 A、B 数值 * * 功能表功能表: :* * 逻辑表达式逻辑表达式* *逻辑图与逻辑框图逻辑图与逻

45、辑框图ABY（AB）Y(A=B)Y(AB)00011011BABAYBAABABBABAYABBAY)()()()(110010001000数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路1. 一位数值比较器(逻辑图与逻辑符号）n一位数值比较器一位数值比较器 比较 A、B 数值 * *逻辑表达式逻辑表达式* *逻辑图与逻辑框图逻辑图与逻辑框图 BABAYBAABABBABAYABBAY)()()()(逻辑框图数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路2. 多位数值比较器n多位数值比较器多位数值比较器 比较A、B(四位) 数值 *真值表真值表 (AB)* *逻辑表达式逻辑表达式 逻辑图、逻辑框图逻辑图、逻

46、辑框图 )()()()()(00112233BABABABABAYA3 B3 A2 B2 A1 B1A0 B0 输 出A3 B3 A3= B3 A2 B2 A3= B3 A2= B2 A1 B1A3= B3 A2= B2 A1= B1A0B),I(A=B),I(AB)=I(AB)=I(AB)= ； Y（A=B)= ； Y（AB), I(A=B), I(AB) 是低位扩展端三位比较输出信号低4位片高4位片数字电路与逻辑设计 第4章 组合逻辑电路4.4 组合电路中的竞争冒险现象n竞争冒险现象竞争冒险现象n竞争冒险现象的分析竞争冒险现象的分析n判断竞争冒险现象的方法判断竞争冒险现象的方法n消除竞争冒险现象的方法消除竞争冒险现象的方法 组合电路中，当输入信号经过门电