数字电子技术组合逻辑电路

数字电子技术

第3章组合逻辑电路

范立南代红艳恩莉刘明丹中国水利水电出版社第3章组合逻辑电路

3.1组合逻辑电路的分析方法

3.2组合逻辑电路的设计方法3.3若干常用的组合逻辑电路3.4组合逻辑电路中的竞争-冒险现象3.1组合逻辑电路的分析方法数字电路分类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合电路逻辑功能特点：任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，而与信号作用前电路原来的状态无关；时序电路逻辑功能特点：任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而与信号作用前电路原来的状态有关。图3-1输入、输出组合逻辑电路的框图图3-1中输出变量与输入变量之间可表示为：

组合电路的分析步骤：1.由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式；2.对函数式进行化简；3.根据化简后的函数式列真值表，找出其逻辑功能。[例3-1]试分析图3-3所示电路的逻辑功能，并指出该电路的用途。

图3-2例3-1的逻辑图解：1.由逻辑图，写函数式：2.化简得：3.列真值表：3.2组合逻辑电路的设计方法组合电路的设计分为：SSI设计和MSI设计，SSI设计的基本单元电路为门电路，MSI设计的基本单元电路为中规模集成电路。组合电路的设计步骤：1.进行逻辑抽象；2.写出逻辑函数式；3.选定设计所用器件的类型；4.化简或变换；5.画逻辑图。[例3-2]设计一个三变量的多数表决电路。当输入变量中有两个或两个以上同意时，提议被通过；否则，提议不被通过。解：1.进行逻辑抽象：2.写出逻辑函数式：3.选定器件类型为小规模集成电路的设计。4.化简得：

5.画逻辑图：3.3若干常用的组合逻辑电路

3.3.1编码器

编码器是能够实现编码功能的电路。

1二进制编码器1）二进制普通编码器

图3-33位二进制普通编码器的逻辑图逻辑功能：将编成000代码，将编成001代码，…依次类推，将编成111代码。表3-33位二进制普通编码器的真值表2）二进制优先编码器图3-43位二进制优先编码器的逻辑图表3-43位二进制优先编码器74LS148的真值表[例3-3]试用两片74LS148实现一个16线-4线优先编码器，将~16个低电平信号编成1111~0000代码。要求优先级最高。解：3.3.2译码器译码器是能够实现译码功能的电路。1．二进制译码器1）译码器74LS138图3-5中规模集成3位二进制译码器当时，控制端有效，输出函数表达式为：表3-5中规模集成3线-8线译码器74LS138的真值表

[例3-4]试用两片74LS138实现一个4线-16线译码器，要求将4位二进制代码0000~1111分别译成16个低电平信号。解：2）用74LS138实现多输出逻辑函数的步骤：a)将待求函数式化成最小项和的形式，并转换成与非-与非式；b)画逻辑图。[例3-5]试用74LS138实现多输出逻辑函数：解：a事)将待名求函数搁式化成亭最小项北和的形祖式：转换成糊与非-冠与非式亭得：b)画诵逻辑图镇：令2．显示宏译码器显示译辜码器:用于驱加动显示器铺的译码器融。七段半边导体数当码管，蝇是由七丹段独立围的发光排二极管浅组成，悠通过这七段独雷立的发光已二极管的轧不同点亮苗组合，来鸭显示０～屑９十个不同的炸数字。(a)扩外形匪图愉(纳b)共着阴极卡(c)池共阳勤极图3-6难半导体墓数码管表3-6品七段显灰示译码器降的真值表写函数式谦：化简得：图3-铃7七闸段显示戚译码器互744死8的逻窑辑图用七段显熊示译码器闸7448亩直接驱动亿共阴极的慎七段半导盏体数码管的驱动菠电路：图3-问8容七段显筐示译码科驱动电耽路：称为灯测腿试输入端竭，低电平茄有效。当霜=0时滋，数码管显示数穴字8，表赚明该数码雾管正常工量作；否则乐，数码管测不能正常显示转。数码巩管正常移显示时保，应令嫌端接高充电平。：称为灭僻零输入端奏，低电平速有效，用街于将无效言的零灭掉冠。：称为逗消隐输伸入/灭臭零输出品端，均厨为低电筑平有效阀。[例3照-6]的设计一笛个有灭商零控制惧的10示位数码拐显示系咏统，要固求保留小数点后海一位有效未数字。解：3.3.波3数据沿选择器数据选择同器：是能退够按照给事定的地址赖将某个数捐据从一组允数据中选出睁来的电芽路。1.书双四选范一数据天选择器免74L鸽S15回3图3-9区双四选拔一数据选址择器74帽LS15惧3的逻辑仍图当寸=妨0，即控笔制端有效集时实现数咬据选择功略能，输出位逻辑函数式：表3-7震双四选狠一数据选妻择器74复LS15门3的真值刑表2.八选保一数据选夺择器74把LS15钞2图3-反9八选晨一数据邪选择器舌74L沫S15差2的逻血辑图其函数式胃：表3-8张八选一隔数据选择咐器74L雁S152狼的真值表3.用数叙据选择器咐实现逻辑燃函数的步储骤：1）变换表。2）画逻啊辑图。[例3-峰8]用四钓选一数据额选择器实农现函数甲。解：1）征变换：四选一劫数据选贿择器的压输出函纽奉数式：令尾，鞋并代入待矩求函数式制得：令所以可得鞠：2）画逻秆辑图：3.3童.4加号法器半加：不考佩虑进位哪直接把贸两个二冬进制数犯相加。全加：考虑低罩位来的进贯位，把两昼个一位二滨进制数及批低位送来的进位一惕起相加。1．一宅位半加芹器表3-路9一申位半加镰器的真骄值表由表3-艳14，可脊得出相应筝的函数式再为画逻辑图翻：图3-1很0一位刊半加器的扁逻辑图一位半饺加器的竭逻辑符狠号：图3-1微1一位偿半加器的情逻辑符号2．一位蒸全加器表3-1期0一位叔全加器的职真值表化简后松的函数渔式为：画逻辑响图：图3-3嫩4一位贿双全加器石74LS蜂183的叉1/2逻歉辑图一位全加左器的逻辑谜符号：图3-码12星一位全狭加器的伪逻辑符利号3．串行雪进位加法益器图3-臭13磨四位串屠行进位识加法器策的逻辑披图3.3.奋5数值五比较器数值比较纽奉器:能够耳实现两个屯二进制数柳的大小比澡较功能的凉电路。1．一清位数值熔比较器表3-1它1一位咬数值比较规器的真值予表写函数式贤：画逻辑愤图得：图3-妄14敢一位数还值比较巷器的逻法辑图2．4位食数值比较属器图3-巾15新4位数筝值比较话器CC铸145盗85的劫逻辑图输出函数患式为：以两片C扑C145筒85实现早一个8位井数值比较窜器的逻辑陪图：图3-1跨68位摔数值比较裹器3.4怨组合逻辑印电路中的陈竞争-冒舌险现象站3.4.州1竞争恶-冒险现通象的产生竞争：凯是指门歼电路的划两个输延入信号池同时向童相反的熟逻辑电变平跳变的现捏象。冒险:是灭指由于竞忙争的存在彼，在门电姑路的输出慈端可能出茅现尖峰脉冲的现唯象。图3-1点7与门蹈电路的竞页争-冒险绳现象图3-1越8或门电绘路的竞争篮-冒险现早象3.4.喊2竞争舅-冒险现而象的判断只有一个请变量状态廉发生变化言情况，电爸路是否存荐在竞争-啄冒险的判断方法：看该袖电路的张逻辑函该数式在禁一定条右件下，茶是否能糟够转换成或替的情况袍，若能，廉则该电路到存在竞争衣-冒险；验否则，该电路愈不存在圆竞争-较冒险。[例3蕉-12优]试判迈断图3怒-19毒所示电头路是否艺存在竞螺争-冒倾险，已厚知任何瞬间覆只有一成个变量畜状态发羊生变化丈。图3-1继9例3遭-12的澡电路解：图工3-1晒9的逻角辑函数蔑式为：当钉时铺，上式狮可以转窄换成故该电路归存在竞争灭-冒险。3.4.之3竞争慌-冒险现描象的消除科方法由于竞择争-冒吃险，在扎电路中适产生的旗尖峰脉谊冲是电猴路中的周噪声，需要设恼法消除课，常用烧的消除虎方法有滑：引入叠封锁脉敢冲；引共入选通脉冲鄙；修改况逻辑设听计；接己入滤波盟电容。谢谢观看/欢迎下煮载BY粥FAI责TH咬IM络EAN键A隙VIS部