4.3-常用组合逻辑电路-加法器、编码器省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

4.2.1组合逻辑电路分析组合逻辑电路分析步骤：(1)依据已知逻辑电路图写出最简逻辑表示式；(2)依据最简逻辑表示式列出真值表；(3)由真值表分析其逻辑功效。逻辑电路输入输出之间逻辑关系4.2组合逻辑电路分析与设计

第1页12)用中规模集成电路（MSI）功效模块实现组合逻辑电路；3)

用大规模集成电路，即编程逻辑器件PLD，用编程软件来实现组合逻辑设计。4.2.2组合逻辑电路设计1)用小规模集成电路（SSI），即集成门电路，采取数字设计经典方法来设计组合逻辑电路；第2页2(3)依据所选器件类型，进行函数表示式变换，并画出逻辑电路图。(1)将文字描述逻辑命题变换为真值表；(2)写出最简逻辑函数表示式；用小规模集成电路，即数字设计经典方法来设计组合逻辑电路，其步骤为：第3页34.3惯用组合逻辑集成模块及其应用加法器编码器译码器数据选择器数值比较器中规模集成器件4.3.1加法器10011011+01011001半加是只考虑两个一位二进制相加,而不考虑低进位加法运算。全加是实现同位被加数和加数以及来自低位进位三者相加。第4页40110真值表0001SAB00011011C半加器与全加器(1)半加器BABABAC=AB

&

&

S&

AB&

C1

第5页5SSCAB

半加器逻辑符号:半加是只考虑本位两个一位二进制A和B相加,而不考虑低进位加法运算。全加是实现同位被加数A和加数B以及来自低进位CI三者相加。10011011+01011001第6页6A

B

CI

S

CO0000111100110011010101010110100100010111全加器真值表

S=∑m(1,2,4,7)(2)全加器CO=∑m(3,5,6,7)BCIS=AB)CI(ACO=AB+第7页7ABCISCO

S

全加器逻辑符号

&

CIABSCO≥1=1=11BCIS=AB)CI(ACO=AB+第8页8用两个全加器实现两位二进制数A2A1、B2B1相加。串行进位2．加法器(1)串行进位加法器S1SABSCOCIS2SABSCOCIA2B2A1B1第9页9S0A0B0SABSCOCIC3S3A3B3SABSCOCI四位串行进位加法器T692A2B2S2SABSCOCIS1A1B1SABSCOCI10011011+010110011101010100101101第10页10(2)超前进位加法器运算速度快电路复杂74LS28374HC283COSA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CI第11页113.加法器应用(1)用加法器实现二进制数加/减法电路a3a2a1a0S3S2S1S0COSA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CI设A=a3a2a1a0,B=b3b2b1b0

求A+Bb3b2b1b0第12页12求A-B？设A=a3a2a1a0,B=b3b2b1b0a3a2a1a0b3b2b1b01SA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CICO&&&&1001-001101101001110010110+A-B=A+B+1A>B,CO=1A<B,CO=0第13页13a3a2a1a0b3b2b1b01SA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CICO&&&&a3a2a1a0S3S2S1S0COSA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CIb3b2b1b0第14页14

Mb3=1

b2=1b1=1b0=1

a3a2a1a0S3S2S1S0COSA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CI当M=0时执行A+B当M=1时执行A-BB0=BB1=B第15页15(2).用四位二进制加法器实现8421BCD码转换为余3码电路余三码是8421BCD码加3形成代码00118421BCD码余三码COSA3A2A1A0S3S2S1S0CIB3B2B1B0第16页16(3).用四位二进制加法器实现余3码转换为8421BCD码电路余三码COSA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0CI8421BCD

码00111

=1

=1=1=1

11001A-B=A+B+1第17页17COSA3A2A1A0S3S2S1S0CIB3B2B1B0S3S2S1S0A3A2A1A0CB3B2B1B00COSA3A2A1A0S3S2S1S0CIB3B2B1B0S7S6S5S4A7A6A5A4B7B6B5B4第18页184.3.2编码器1.概述数字系统中许多数值或文字符号信息都是用二进制数来表示，多位二进制数排列组合叫做代码，给代码赋以一定含义叫做编码。一位二进制代码有几个状态？0，1二位二进制代码有几个状态？00，01，10，11n位二进制代码有几个状态？2n若有1个信号，最少要几位二进制代码？1位若有3个信号，最少要几位二进制代码？2位若有10个信号，最少要几位二进制代码？4位1≤213≤2210≤24第19页19若有3个信号，最少要几位二进制代码？2位3≤22若有10个信号，最少要几位二进制代码？4位10≤24若有m个信号，设需要n位二进制代码，应满足：m≤2n实现编码功效电路叫编码器。计算机输入键盘逻辑电路x0x1xm-1z0z1zn-1编码器······mnm≤2n第20页20试设计3位二进制编码器I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

Y2

Y1

Y0输入输出1000000001000000001000000001000000001000000001000000001000000001(1)列出3位二进制编码器真值表2．普通编码器000001010011100101110111第21页21（2）依据真值表写出每位逻辑函数表示式（3）依据以上逻辑表示式，可画出逻辑电路图，如图所表示。图(a)和(b)分别示出用或门及与非门实现逻辑图。第22页22

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7Y2≥1Y1≥1Y0

(a)≥1第23页23

1

&

&

&

1

1

1

1

1

1Y2Y1Y0I1I2I3I4I5I6I7

(b)第24页24二-十进制编码器将十个状态（对应于十进制十个数码）编制成BCD码。十个输入需要几位输出？四位输入：I0

I9。输出：Y3

Y0第25页25

1000000000000000010010输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7I8I9Y3Y2Y1Y00011010001010110011110001001010000000000100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001输入变量用I0-I9表示,“1”表示有信号输入,“0”表示无信号输入;输出变量用Y3-Y0表示。输入高电平有效第26页26写出每位逻辑函数表示式表示式中没有I0第27页27111111110111111101111111011111110111111101111111011111110111111101111111011001111000输入输出I1I2I3I4I5I6I7I8I9

011111111111111111Y3Y2Y1Y01001101010111100110111101111输入变量用“0”表示有信号输入,“1”表示无信号输入;输出变量用BCD反码表示。输入低电平有效不表示逻辑非只表示低电平有效第28页283．优先编码器设计上述编码器每次只允许一个输入信号有效,假如同时有多个输入信号有效时，其输出将产生混乱。比如：当计算机所控制外设（键盘、打印机、磁盘）同时要求工作时，因为计算机同一时间只能做一件事，所以计算机就要按事先编好优先次序，使外设按优先级别工作。能识别这类服务请求信号优先级别，并进行编码逻辑电路，称为优先编码器。第29页298-3线优先编码器真值表

输入输出×××××××0××××××01×××××011××××0111×××01111××011111000I0I1I2I3I4I5I6I7×0111111

01111111Y2Y1Y0001010011100101110111ST11111××××××××11111111YES1110000000010000000001111111110YS第30页308-3线优先编码器真值表输入输出1××××××××0111111110×××××××00××××××010×××××0110××××01110×××011110××011111111111111000001STI0I1I2I3I4I5I6I70×01111110011