戴蓓倩《电子线路》29

戴蓓倩《电子线路》-292023/12/28戴蓓倩《电子线路》29§3几种常用的组合逻辑组件3.1编码器所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以固定的含义。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。一、普通编码器二进制编码器的作用：将一系列信号状态编制成二进制代码。2戴蓓倩《电子线路》29(a)用二极管组成VCCY0Y1Y2RRR8-3线编码器框图3戴蓓倩《电子线路》29I1I2I3I4I5I6I7I8&&&F3F2F1(b)用与非门组成4戴蓓倩《电子线路》29真值表5戴蓓倩《电子线路》298线－3线优先编码器(74LS148)G3G2G1二、优先编码器6戴蓓倩《电子线路》29逻辑函数表达式S=0时，所有输出端被封锁为高电平，S=1时编码器才能正常工作

低电平输出信号表示电路工作，但无编码输入低电平输出信号表示电路工作，且有编码输入7戴蓓倩《电子线路》298戴蓓倩《电子线路》29Z0Z1Z2Z3G0G3G2G1(2)用两片74LS148组成的16线－4线编码器(1)级联9戴蓓倩《电子线路》29三、二—十进制编码器二---十进制编码器的作用：将十个状态（对应于十进制的十个代码）编制成BCD码。十个输入需要几位输出？四位输入：I0

I9输出：F4

F110戴蓓倩《电子线路》29二－十进制优先编码器（74LS147）11戴蓓倩《电子线路》29逻辑函数表达式12戴蓓倩《电子线路》29利用优先编码器除了完成编码功能外，还可在外加门电路的基础上构成组合逻辑电路例某医院有一、二、三、四号病室4间，每间有呼叫按钮，同时在护士值班室内对应地装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。现要求当一号病室的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号病室的按钮都没按下时，无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有在一、二、三号病室的按钮均未按下而按下四号病室的按钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74LS148和门电路设计满足上述要求的逻辑电路，给出控制四个指示灯状态的高、低电平。13戴蓓倩《电子线路》293.2译码器译码是编码的逆过程，即将某二进制翻译成电路的某种状态。一、二进制译码器二进制译码器的作用：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14戴蓓倩《电子线路》29GSSA0A1A2S13-8线译码器框图3线－8线译码器

用与非门组成的3线－8线译码器15戴蓓倩《电子线路》29逻辑函数表达式，当又称最小项译码器16戴蓓倩《电子线路》29用两片74LS138组成的4线－16线译码器74LS138(1)A0A1A2S10123456774LS138(2)A0A1A2S101234567D0D1D2D31级联17戴蓓倩《电子线路》29译码器作数据分配器使用数据分配器把公共数据线上的数据按要求传送到不同的单元，即对数据进行分配。18戴蓓倩《电子线路》29用译码器设计组合逻辑电路当控制信号S＝1时,将译码器的三个输入端输入三个逻辑变量，则8个输出端将输出这三个输入变量的全部最小项的反函数形式（)，利用附加的门电路将这些最小项适当组合，便可产生任何形式的三变量组合逻辑函数。例1：利用3线－8线译码器74LS138设计一个多输出的逻辑电路，输出逻辑函数式

19戴蓓倩《电子线路》29例2：利用两片3线－8线译码器74LS138实现四变量函数

20戴蓓倩《电子线路》29二、二－十进制译码器A3A2A0A121戴蓓倩《电子线路》2922戴蓓倩《电子线路》29三、显示译码器二---十进制编码显示译码器显示器件在数字系统中，常常需要将运算结果用人们习惯的十进制显示出来，这就要用到显示译码器。显示器件：常用的是七段显示器件（数码管）。bcdefga23戴蓓倩《电子线路》29abcdfgabcdefg111111001100001101101e

七段显示器件的工作原理：24戴蓓倩《电子线路》293.3加法器11011001+A=1101,B=1001，计算A+B。011010011加法运算的基本规则：(1)逢二进一。(2)最低位是两个数最低位的叠加，不需考虑进位。(3)其余各位都是三个数相加，包括加数被、加数和低位来的进位。(4)任何位相加都产生两个结果：本位和、向高位的进位。用半加器实现用全加器实现25戴蓓倩《电子线路》29一、半加器半加运算不考虑从低位来的进位。设：A---加数；B---被加数；S---本位和；C---进位。真值表26戴蓓倩《电子线路》29逻辑图半加器ABCS逻辑符号=1&ABSC27戴蓓倩《电子线路》29二、全加器：an---加数；bn---被加数；cn-1---低位的进位；sn---本位和；cn---进位。真值表28戴蓓倩《电子线路》29anbncn-1sncn全加器逻辑图逻辑符号半加器半加器1anbncn-1sncns's'c'c'29戴蓓倩《电子线路》29全加器的逻辑图CiCi+1SiAiBi

逻辑符号CiSiAiBi&Ci＋1=1&1=1PiGi30戴蓓倩《电子线路》29

全加器SN74LS183的管脚图114SN74LS1831an1bn1cn-11cn1sn2cn-12cn2sn2an2bnUccGND31戴蓓倩《电子线路》29Ci+1SiCi+1SiCi+1SiAiBiCi+1SiCiC4S3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3三、四位串行加法器AiBiCiAiBiCiAiBiCi32戴蓓倩《电子线路》29&&11&11&&11&&&11&&P*

G*C-1C0C1C2G0P0G1P1G2P2G3P3四、四位并行（超前）进位加法器超前进位扩展端超前进位形成电路33戴蓓倩《电子线路》29超前进位加法器提高工作速度的途径：设法减小进位信号的传递时间进位传递公式，Gi为进位生成函数，Pi为进位传递函数34戴蓓倩《电子线路》29四位二进制超前进位加法电路P0G0C0S3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3全加器全加器全加器全加器C-1超前进位形成逻辑P1G1C1P2G2C2P3G3C-1P*G*35戴蓓倩《电子线路》29五、用加法器设计组合逻辑电路常用于设计输入变量与输入变量相加，或输入变量与常量相加的逻辑问题例1

设计一个代码转换电路，将BCD代码的8421码转换为余3码（余3码与8421码相差0011）例2

试用四位并行加法器74LS283设计一个加减运算电路，当控制信号M＝0时，它将两个输入的四位二进制数相加，而M＝1时它将两个输入的四位二进制相减，允许附加必要的门电路。36戴蓓倩《电子线路》293.4数值比较器比较器的分类：（1）仅比较两个数是否相等。（2）除比较两个数是否相等外，还要比较两个数的大小。第一类的逻辑功能较简单，下面重点介绍第二类比较器。37戴蓓倩《电子线路》29一、一位数值比较器功能表38戴蓓倩《电子线路》29&&1ABA<BA>BA=BABA>BA<BA=B逻辑图逻辑符号39戴蓓倩《电子线路》29二、多位数值比较器比较原则：1.先从高位比起，高位大的数值一定大。2.若高位相等，则再比较低位数，最终结果由低位的比较结果决定。40戴蓓倩《电子线路》29A、B两个多位数的比较：AiBi两个本位数（A>B）i-1（A=B）i-1（A<B）i-1低位的比较结果（A>B）i（A=B）i（A<B）i比较结果向高位输出41戴蓓倩《电子线路》29每个比较环节的功能表42戴蓓倩《电子线路》29四位数码比较器的真值表a3>b3

100a3=b3a2=b2a1=

b1a0=b0

010a3=b3a2=b2a1=

b1a0<b0

001a3=b3a2=b2a1=

b1a0>b0

100a3=b3a2=b2a1<b1

001

a3=b3a2=b2a1>

b1

100a3=b3a2<b2

001a3=b3a2>b2

100a3<b3

001比较输入

输出a3b3a2b2a1b1a0b0

LES(A>B)(A=B)(A<B)43戴蓓倩《电子线路》29根据比较规则，可得到四位数码比较器逻辑式：A=B:A<B:A

B:44戴蓓倩《电子线路》29四位集成电路比较器74LS85A3B2A2A1B1A0B0B3B3(A<B)L(A=B)L(A>B)LA<BA=BA<BGNDA0B0B1A1A2B2A3UCC低位进位向高位位进位(A<B)L(A=B)L(A>B)LA<BA=BA<B45戴蓓倩《电子线路》29数值比较器位数扩展“1”必接好（A>B）L（A<B）LA>BA=BA<BA1B1A0B0A3B3A2B2（A=B）L74LS85（A>B）L（A<B）LA>BA=BA<BA1B1A0B0A3B3A2B2（A=B）L74LS85(1)(2)a3a2a1a0a6a5a4Ab3b2b1b0b6b5b4B高位片低位片46戴蓓倩《电子线路》2924位并行比较器010A0A1A2A3B0B1B2B3A40B4(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3输出输入VII(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3II(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3III(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3IV(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3V(A<B)I(A>B)I(A=B)I(A<B)o(A=B)o(A>B)oB0B1B2B3A0A1A2A3B5B6B7B8A5A6A7A8A90B9B10B11B12B13A10A11A12A13A140B14B15B16B17B18A15A16A17A18A190B19B20B21B22B23A20A21A22A2347戴蓓倩《电子线路》29例：设计三个四位数的比较器，可以对A、B、C进行比较，能判断：(1)三个数是否相等。(2)若不相等，A数是最大还是最小。比较原则：先将A与B比较，然后A与C比较，若A=BA=C，则A=B=C；若A>BA>C，则A最大；若A<BA<C，则A最小。可以用两片74LS85实现。48戴蓓倩《电子线路》29A=B=C&&A最大A最小&（A>B）L（A<B）LA>BA=BA<BC1C0C3C2（A=B）L（A>B）L（A<B）LA>BA=BA<BB1B0B3B2（A=B）L11A1A0A3A2B1B0B3B2A1A0A3A2B1B0B3B2A1A0A3A249戴蓓倩《电子线路》293.5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