第四章复习组合逻辑电路

第四章组合逻辑电路一、概述二、组合电路分析三利用小规模集成电路设计组合电路四、几种常用的中规模集成逻辑电路五、利用中规模集成电路设计组合电路逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路现时的输出仅取决于现时的输入除与现时输入有关外还与原状态有关一、概述1.由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。分析步骤：2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进行化简。3.列出输入输出真值表电路结构输入输出之间的逻辑关系二、组合逻辑电路的分析功能归纳例：分析下图的逻辑功能。

&&&ABF真值表相同为“1”不同为“0”同或门=1例：分析下图的逻辑功能。

&&&&ABF真值表相同为“0”不同为“1”异或门=1例：分析下图的逻辑功能。

&2&3&4AMB1F=101被封锁11M＝1,选通A信号&2&3&4AMB1F=010被封锁1M＝1,选通A信号M＝0,选通B信号2选1电子开关ABFM任务要求最简单的逻辑电路1.指定实际问题的逻辑含义，列出真值表，进而写出逻辑表达式。2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进行化简。3.用规定器件画出相应逻辑电路图。分析步骤：三、用门电路设计组合逻辑电路

例：设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。1.首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。输出量为F，多数赞成时是“1”，否则是“0”。2.根据题意列出逻辑真值表真值表3.用卡诺图化简用卡诺图化简ABC0001111001ABACBC4.根据逻辑表达式画出逻辑图。&1&&ABBCF&&&&ABCF若限定全部用与非门实现若限定全部用或非门实现ABC0001111001合并0：1111ABCF1.编码器n个二进制代码（n位二进制数）有2n种不同的组合，可以表示2n个信号。（1）二进制编码器将一系列信号状态编制成二进制代码。四、几种常用的集成逻辑电路——对不同事件进行二进制编码的器件普通编码器——任何时刻只允许一个编码申请。分类优先编码器——允许多个编码申请有效，但只对优先级别最高的一个申请编码。例：三位二进制编码器---八线-三线编码器设八个输入端为I0I7，八种状态，与之对应的输出设为Y1、Y2、Y3，共三位二进制数。I0I1I7Y2Y0Y1高电平有效器件图形符号或框图某时刻只允许一个申请有效I0I1I7Y0Y1Y21000000010000000001000000001000000001000000001000000001000000001I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0其余组合×××000001010011100101110111(禁止出现）1000000010000000001000000001000000001000000001000000001000000001I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0其余组合×××000001010011100101110111(禁止出现）Y0=I1+I3+I5+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y2=I4+I5+I6+I7若直接由真值表归纳最简式，为了减少归纳情况，约束项不考虑按Y＝1归纳：2.优先编码器实例1：八线-三线优先编码器74LS148（74HC148）8个待编码申请编码输出（低电平有效）（反码）选通（片选）端Y0Y1Y2I7I0I1I2高←优先级→低待机指示：低电平表示无申请编码指示：低电平表示有申请功能表

输出不工作10工作无申请（待机）有申请（编码）1工作状态11110111110编码输出Y0Y1Y2I7I0I1I2高←优先级→低

输出不工作10工作无申请（待机）有申请（编码）1工作状态11110111110编码输出芯片工作如要响应I2申请：1……10XX010原码输出反码输出10101Y0Y1Y2I7I0I1I2高←优先级→低XXXXXXX0XXXXXX01XXXXX011XXXX0111XXX01111XX011111X011111101111111000001010011100101110111输入输出由合并“0”得：编码表（）S各门关闭，编码器不工作，输出全部为1.74LS148逻辑图I7I6I0SY2Y1Y074LS148框图低电平(选通）有效电路图中见圈求反运算1各门打开，编码器工作0引脚圈和反变量标示使用方法低电平(申请）有效01低电平时无申请低电平时有申请反码输出用两片148扩展为16线－4线优先编码器：1＃片始终工作∴2＃片级别低于1＃片2＃片才选通工作最高优先级最低只当1＃片无申请时1111~0000~0123150＝依次编码为将ZZZZAA1……1

1101＃片忙时为00反码输出1111总输出决定1＃片的编码输出

0010XX……X如要响应A9申请：1……1111

1111＃片闲时为11反码输出0

001总输出决定2＃片的编码输出

1100X……X如要响应A6申请：2.译码器译码是编码的逆过程，即将某个二进制翻译成电路的某种状态。（1）二进制译码器将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n---2n线译码器。译码器的输入：一组二进制代码译码器的输出：一组高低电平信号实例:二线-四线译码器00选中YO0001对应4个事件（输出管脚）二位二进制代码输入Y0Y1Y3A0A1Y2实例:三线-八线译码器74LS138(74HC138)对应8个事件（输出管脚）三位二进制代码输入Y0Y1Y7A0A1A2S1S2S3（低电平有效，即选中）选通控制端（片选端）:当全部有效（），译码器工作；否则译码器不工作，输出全部没选中（）74LS138的功能表（）

1111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111000001010011100101110111A2A1A0输出输入最小项译码器74LS138（74HC138）逻辑图Y0Y1Y7A0A1A2S1S2S3逻辑符号（框图）S＝1，电路选通工作100011电路图中见圈求反1100高电平有效低电平有效引脚圈和反变量标示使用方法4D0D1D2D3~00001110低片工作

高片不工作全为1从左向右依次选中对应管脚0~7用两片138接成的4线－16线译码器输入D3D2D1D0=0000～1111,

输出依次选中Z0～Z154D0D1D2D3低片不工作高片工作全为1从左向右依次选中对应管脚8~15~00011111输入D3D2D1D0=0000～1111,

输出依次选中Z0～Z153.数据选择器从一组数据中选择一路信号进行传输的电路，称为数据选择器。A0A1D3D2D1D0W控制信号输入信号输出信号数据选择器类似一个多投开关。选择哪一路信号由相应的一组控制信号控制。实例:双四选一数据选择器74LS153（74HC153）D10D11D12D13Y1A1A0Y2D20D21D22D23片选控制端有效时电路工作实例:四选一数据选择器74LS153（74HC153）D10D11A1A0D12D13Y1低电平有效A0

输入

输出A1

Y1

功能表10000×0D

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D111D12×00011011D13•••D0D3•••A0A11•••D0D3•••A0A1≥1A0A1A2D4D7D0D3ZD0D3=0用两片153构成八选一数据选择器=0D0D3不工作1A2A1A0Z

00D0011D300D411D71•••D0D3•••A0A11•••D0D3•••A0A1≥1A0A1A2D4D7D0D3D4D7=1不工作=0D4D7用两片153构成八选一数据选择器A2A1A0Z

00D0011D300D411D71中规模组件都是为了实现专门的逻辑功能而设计，但是通过适当的连接，可以实现一般的逻辑功能。用中规模组件设计逻辑电路，可以减少连线、提高可靠性。下面介绍用选择器和译码器设计组合逻辑电路的方法。五、利用中规模集成电路设计组合电路（1）用线译码器设计多输出逻辑电路令：A2A1A0例：用3-8译码器产生函数：ABC

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&Z方法：求出Z中所包含的最小项，适当连接即可。再挑出最小项对应的输出管脚后，每脚取非后再或：电路复杂总结n-2n线译码器，包含了n变量所有的最小项。加上或门或与非门，可以组成任何形式的输入变量小于n的组合逻辑函数。（2）用数据选择器设计逻辑电路四选一选择器功能表类似三变量函数的表达式！利用四选一选择器实现与四选一选择器输出的逻辑式比较令：变换D0D1D2D3A0A1WAG1RY“1”74LS153总结用n位输入的数据选择器，可以产生任何一种输入变量数不大于n+1的组合逻辑函数。设计时可以采用函数式比较法。控制端作为输入端，数据输入端可以综合为一个输入端。

例：设计一个血型配对器，通过按键分别打入输血者与受血者血型，以检查输血者与受血者血型是否满足图中用箭头所示的授受关系。

ABOABABABO输血者受血者血型配对图MN＋5VABABO＋5VABABO血型配对电路F输血者按键编码电路受血者按键编码电路PQ血型配对器电路框图

输血者血型记MNO0输出：配对结果，记F10不配对配对2.用卡诺图表示逻辑关系受血者血型记PQO11011血型配对图输入1.逻辑抽象输血者受血者血型配对电路设计MN血型配对电路FPQABOABABABO

1100１00１１１１１１000PQMN0001111000011110ABOABABOABABOABABABO记MN输入输血者血型，受血者血型，记PQ输出：配对结果，记F10不配对配对O0O110113.写出逻辑式输血者受血者

MNPQ74LS154SASBA3A2A1A0Y0123456789101112131415&F方案1:函数比对法用4线——16线译码器1100１00１１１１１１000PQMN0001111000011110

A174LS152D0D1D2D3D4D5D6D7YA2A0方案2:函数比对法：NPQF用8选1数据选择器按地址变量不能缺，第4变量M可消D1其余D端口对应的地址代码无，D0D3D4==1=1MD7=M=M∴接地1100１00１１１１１１000PQMN0001111000011110

方案3:函数化简法——用门电路该编码使电路复杂ABOABABABO记MN输入输血者血型，受血者血型，记PQ输出：配对结果，记F10不配对配对O0O110111100１00１１１１１１000PQMN00011110000111101001111000001111PQMN0001111000011110