数字电路讲义-第四章

1、问题：问题： A、B为输入（按键），输出为为输入（按键），输出为C。设计一个电路，当。设计一个电路，当A、B任意一个有效输入时，任意一个有效输入时，C有效输出。有效输出。第四章第四章 组合电路组合电路 第一节第一节 组合电路的分析与设计组合电路的分析与设计一、组合电路特点一、组合电路特点 特点：任一时刻输出信号的稳态值，仅取决于该时刻的输入特点：任一时刻输出信号的稳态值，仅取决于该时刻的输入 信号，而与输入信号作用之前电路所处的状态无关。信号，而与输入信号作用之前电路所处的状态无关。例例:分析如图电路分析如图电路解解 ：1.求出函数表达式求出函数表达式 2.列出真值表列出真值表 3.根据真值表

2、或逻辑函数表达式确定电路的逻辑功能根据真值表或逻辑函数表达式确定电路的逻辑功能第四章第四章 组合电路组合电路 第一节第一节 组合电路的分析与设计组合电路的分析与设计二、组合电路分析二、组合电路分析 分析步骤分析步骤 1.根据电路求出函数表达式根据电路求出函数表达式 2.列出真值表列出真值表 3.根据真值表或逻辑函数表达式确定电路的逻辑功能根据真值表或逻辑函数表达式确定电路的逻辑功能 (目的：就是求输出与输入的关系目的：就是求输出与输入的关系)例例:分析如图电路分析如图电路解解 ：1.求出函数表达式求出函数表达式 2.列出真值表列出真值表 3.根据真值表或逻辑函数表达式确根据真值表或逻辑函数表达

3、式确 定电路的逻辑功能定电路的逻辑功能例例4-8：已知电路输出：已知电路输出F=B（A+C），真值表如图，但经安），真值表如图，但经安装后，测出结果为装后，测出结果为F，试诊断其故障。，试诊断其故障。例例4-8：已知电路输出：已知电路输出F=B（A+C），真值表如图，但经安），真值表如图，但经安装后，测出结果为装后，测出结果为F，试诊断其故障。，试诊断其故障。试诊断其故障。试诊断其故障。例：分析电路。例：分析电路。求逻辑函数求逻辑函数真值表真值表分析功能分析功能全加器全加器ABCISCO第一节第一节 组合电路的分析与设计组合电路的分析与设计三、组合电路设计三、组合电路设计设计步骤设计步骤 1.

4、根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表 2.化简，求函数表达式化简，求函数表达式 3.画出逻辑图画出逻辑图例：设计三人表决电路例：设计三人表决电路三、组合电路设计三、组合电路设计例：设例：设X、Y均为四位二进制数，他们分别是一个逻辑电路的均为四位二进制数，他们分别是一个逻辑电路的输入与输出，当输入与输出，当0X 4时时 ，Y=X+1；当；当5X 9时时 ，Y=X-1，且，且X不大于不大于9。试设计逻辑电路。试设计逻辑电路1.根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表2.化简，求函数表

5、达式化简，求函数表达式3.画出逻辑图画出逻辑图三、组合电路设计三、组合电路设计例：用逻辑门设计半加器例：用逻辑门设计半加器三、组合电路设计三、组合电路设计例：用逻辑门设计例：用逻辑门设计全全加器加器思考题：计算思考题：计算8bit数据线为数据线为1 线的数量线的数量 第二节逻辑图形符号中的关联记号第二节逻辑图形符号中的关联记号一、逻辑非和极性指示符号一、逻辑非和极性指示符号 逻辑非符号是个小圆圈，当它标在符号框外输入（或输出）逻辑非符号是个小圆圈，当它标在符号框外输入（或输出）端处时，就表示该输入（或输出）处的端处时，就表示该输入（或输出）处的内部逻辑状态与外部逻内部逻辑状态与外部逻辑状态相反

6、辑状态相反 极性指示符号是半空心箭头，当它示在符号框外输入（或输极性指示符号是半空心箭头，当它示在符号框外输入（或输出）端处时，就表示该输入（或输出）处的出）端处时，就表示该输入（或输出）处的内部内部“1”状态与外状态与外部逻辑电平部逻辑电平L（低电平）相对应，内部（低电平）相对应，内部“0”状态与外部逻辑电平状态与外部逻辑电平（高电平）相对应（高电平）相对应，同时空心箭头的指向还表示信息流方向，同时空心箭头的指向还表示信息流方向 看：看：74HC688-P3逻辑逻辑电平电平第二节逻辑图形符号中的关联记号第二节逻辑图形符号中的关联记号一、逻辑非和极性指示符号一、逻辑非和极性指示符号 注意：在同

7、一张逻辑图上，状态标注法和电平标注法只能选注意：在同一张逻辑图上，状态标注法和电平标注法只能选择其一，不可混用择其一，不可混用 在涉及逻辑在涉及逻辑单元框内单元框内的功能时，只有逻辑状态的概念，而且的功能时，只有逻辑状态的概念，而且总是采用总是采用正逻辑正逻辑约定。只有在讨论约定。只有在讨论单元框之间单元框之间的输入、输出信的输入、输出信号线时，才会有逻辑状态和逻辑电平两种标注法，也才有采用号线时，才会有逻辑状态和逻辑电平两种标注法，也才有采用负逻辑概念的可能性。负逻辑概念的可能性。第二节逻辑图形符号中的关联记号第二节逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联

8、记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号真值表真值表二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号例例 写出如图电路的输出逻辑函数写出如图电路的输出逻辑函数 二、逻辑图形符号中的关联记号二、逻辑图形符号中的关联记号例例 写出如图电路的输出逻辑函数写出如图电路的输出逻辑函数 第四章第四章 组合电路组合电路 第三节编码器与译码器第三节编码器与译码器一、编码器一、编码器 在选定的一系列二进制数码中，赋予每

9、个二进制数码在选定的一系列二进制数码中，赋予每个二进制数码以某一固定含义。以某一固定含义。 4-2线编码器线编码器 4-2线编码器线编码器 一、编码器一、编码器4-2线编码器线编码器 存在问题：存在问题： 1.不编码时：不编码时： 2.多输入时：多输入时： 3.扩展：扩展：有输出有输出00输出输出00无法扩展无法扩展 优先编码器优先编码器Is：输入选通；：输入选通；I7I0：编码输入；：编码输入；Y2Y0：编码输出：编码输出YS：输出允许；：输出允许；YEX：允许扩展：允许扩展EN=1使标使标的输的输出有效出有效 =1，允许，允许18 动作动作 优先编码器优先编码器Is：输入选通；：输入选通；

10、I7I0：编码输入；：编码输入；Y2Y0：编码输出：编码输出YS：输出允许；：输出允许；YEX：允许扩展：允许扩展优先级别优先级别/Z关联，大表示优先级别高关联，大表示优先级别高 优先编码器优先编码器Is：输入选通；：输入选通；I7I0：编码输入；：编码输入；Y2Y0：编码输出：编码输出YS：输出允许；：输出允许；YEX：允许扩展：允许扩展2的幂指数的幂指数第三节编码器与译码器第三节编码器与译码器二、译码器二、译码器 译码是编码的逆过程，将输入的每个二进制代码赋予译码是编码的逆过程，将输入的每个二进制代码赋予的含义的含义“翻译翻译”过来，给出相应的输出信号。过来，给出相应的输出信号。 二进制二

11、进制 2-4线译码器线译码器74LS139 输出函数输出函数二、译码器二、译码器注意：原变量的取处注意：原变量的取处SA1A0二、译码器二、译码器看：看：74LS139如何扩展？如何扩展？二、译码器二、译码器3-8线译码器线译码器74LS138 看：看：74LS138Y=？CPU与与RAM的连接的连接8中取中取1CPU译码器译码器缓存缓存程序程序010:0 0000 0000 0000 :1 1111 1111 1111?8K74LS138 的扩展的扩展如何扩展？如何扩展？74LS138 的扩展的扩展4-16线译码器线译码器 7415474138 应用应用例例4-2 试用试用3-8线译码器同时

12、实现下列逻辑函数线译码器同时实现下列逻辑函数 F1 (A,B,C)=m（1,2,4,7） F2 (A,B,C)=m（3,5,6,7） 并画出电路图并画出电路图BCD码译码器码译码器BCD码译码器码译码器BCD码译码器码译码器BCD码译码器码译码器BCD码译码器码译码器？BCD码译码器码译码器余余3格雷码的形成：看卡诺图格雷码的形成：看卡诺图？三、其他码变换电路（三、其他码变换电路（X/Y）1.BCD/7SEG译码器译码器三、其他码变换电路（三、其他码变换电路（X/Y）1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器

13、1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器103.4063.4003.400如何区分？如何区分？如何控制？如何控制？1.BDC/7SEG译码器译码器灯测试灯测试灯灭灯灭1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器B0B3: 译码地址输入译码地址输入ag: 字型显示译码输出字型显示译码输出 （低电平有效，适用于（低电平有效，适用于驱动共阳极驱动共阳极LED管管 ）BI/RBO: 消隐输入消隐输入/串串行消隐输出行消隐输出RBI：串行消隐输入：串行消隐输入LT：灯测试输入：灯测试输入1.BDC/7SEG译码器译码器B0B3:

14、 译码地址输入译码地址输入ag: 字型显示译码输出字型显示译码输出BI/RBO: 消隐输入消隐输入/串行消隐输出串行消隐输出RBI：串行消隐输入：串行消隐输入LT：灯测试输入：灯测试输入1.正常工作：正常工作：V20=0,G21=1即：即：LT=H， BI/RBO=H， RBI=H2. 消隐输入：消隐输入：BI=L，G21=0译码输出内部被置译码输出内部被置“0”，不显示字符，不显示字符(全全灭灭)3.灯测试：灯测试：LT=L，BI=H，V20=1，G21=1，显示，显示“8”4.B=LLLL时时,RBI=L,LT=H不显示不显示0， G21=0,同时同时 RBO=L。G21=?RBO=？ R

15、BI=L、LT=H、CT=01.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器1.BDC/7SEG译码器译码器灯测试、显示、熄灭、整数前为灯测试、显示、熄灭、整数前为0、小数后为、小数后为0的显示控制的显示控制LTBI2. 二进码二进码格雷码变换器格雷码变换器 2. 二进码二进码格雷码变换器格雷码变换器 2. 二进码二进码格雷码变换器格雷码变换器 2. 二进码二进码格雷码变换器格雷码变换器 GB的逻辑，的逻辑，B=？2. 二进码二进码格雷码变换器格雷码变换器 第四节第四节 数据选择器和分配器数据选择器和分配器一、数据选择器（一、数据选择器（MUX-Multiplexer） 从多路

16、平行输入数据中选择某一路作为输出信号的电路从多路平行输入数据中选择某一路作为输出信号的电路函数表达式函数表达式一、一、 数据选择器数据选择器一、一、 数据选择器数据选择器一、一、 数据选择器数据选择器8选选1 数据选择器数据选择器16选选1 数据选择器数据选择器一、一、 数据选择器数据选择器一、一、 数据选择器数据选择器一、一、 数据选择器数据选择器应用应用实现逻辑函数实现逻辑函数 例例4-3 试用试用MUX实现逻辑函数实现逻辑函数 F(A,B,C)= AB+BC+ CA例例4-4 试用一片试用一片8选选1 MUX实现逻辑函数实现逻辑函数 F(A,B,C,D)=m(0,4,5,6,9,10,1

17、4)方法一：代数法方法一：代数法方法二：降维法方法二：降维法A作为数据位作为数据位数据选择器应用实例数据选择器应用实例应用应用多路信号发生器多路信号发生器 数据选择器应用实例数据选择器应用实例应用应用序列产生器序列产生器数据选择器应用实例数据选择器应用实例应用应用模拟波形发生器（模拟波形发生器（CMOS型多路开关）型多路开关） 第四节第四节 数据选择器和分配器数据选择器和分配器第四节第四节 数据选择器和分配器数据选择器和分配器二、数据分配器（二、数据分配器（DMUX-Demultiplexer） 将单路数据分送到若干路中某一路的电路。将单路数据分送到若干路中某一路的电路。二、数据分配器二、数据

18、分配器二、数据分配器二、数据分配器分配器分配器选择器选择器二、数据分配器二、数据分配器第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器?101怎样检验奇偶？怎样检验奇偶？第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器?011第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器校验位校验位Y=1奇；奇；Y=0偶偶数据位数据位奇偶控制位奇偶控制位I=1偶校验偶校验I=0奇校验奇校验?第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器I=1偶校验偶校验I=0奇校验奇校验A-I偶个偶个1, P=1A-I奇个奇个1, /

19、P=1级联多，延时大级联多，延时大第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器实际应用实际应用PPI=1偶校验偶校验I=0奇校验奇校验A-I偶个偶个1, P=1A-I奇个奇个1, /P=1奇奇D7-D0为奇，为奇，I=1，/P=0D7-D0为偶，为偶，I=1，/P=1无论哪种，传输线上为奇无论哪种，传输线上为奇第五节第五节 数码的奇偶产生数码的奇偶产生/校验器校验器实际应用实际应用PPI=1偶校验偶校验I=0奇校验奇校验A-I偶个偶个1, P=1A-I奇个奇个1, /P=1奇奇 发：发：D7-D0为奇，为奇，I=1， /P发发=0收：收：I=0，/P收收=1，D7-D0为奇为奇发：

20、发：D7-D0为偶，为偶，I=1，/P发发=1收：收：I=1，/P收收=1，D7-D0为偶为偶发：无论奇偶，收：发：无论奇偶，收：/P=1第六节第六节 用功能器件设计组合电路用功能器件设计组合电路解：设输入：解：设输入：A、B、C、D为四位裁判的投票结果，为四位裁判的投票结果， 1为赞同，为赞同，0为反对为反对 输出：输出：F1=成功、成功、F2=重试、重试、F3=失败失败1. 真值表真值表例例4-11 某竞赛由四位裁判通过投票决定成功与否，若判成功某竞赛由四位裁判通过投票决定成功与否，若判成功至少需要三票；若是两票赞成两票反对，则竞赛必须重来；至少需要三票；若是两票赞成两票反对，则竞赛必须重

21、来；其它情况为失败。其它情况为失败。1.根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表根据题意，确定输入变量和输出函数的数目，列真值表2.化简，求函数表达式化简，求函数表达式3.画出逻辑图画出逻辑图第六节第六节 用功能器件设计组合电路用功能器件设计组合电路输入：输入：1为赞同，为赞同，0为反对为反对输出：输出：F1=成功、成功、 F2=重试、重试、 F3=失败失败1. 真值表真值表第六节第六节 用功能器件设计组合电路用功能器件设计组合电路1.真值表真值表2.逻辑函数逻辑函数3.电路图电路图第六节第六节 用功能器件设计组合电路用功能器件设计组合电路1.真值表真值表2.逻辑函数逻辑函数3.电路图电路图如果用数据选择器？如果用数据选择器？需要需要3个个第七节第七节 组合电路中的竞