常用的组合逻辑电路课件

常用組合邏輯功能器件1、編碼器普通編碼器工作原理8線︱3線編碼器

輸入

輸出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y010000000000010000000010010000001000010000011000010001000000010010100000010110000000011118線－3線編碼器，輸入是I0-I78個高電平信號，輸出是3位二進位代碼Y2Y1Y0

一、常用組合邏輯器件的功能與原理

輸入

輸出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111

根據輸出運算式畫出由3個或門組成的編碼電路。≥1≥1≥1

二－十進位編碼器，同一時刻只允許一個輸入端有信號。不允許許多信號同時出現在輸入端。輸入互相排斥。

2.優先編碼器輸入端同時有信號到來，編碼器自動按優先權排隊，先對優先權級別最高的輸入信號進行編碼。然後按優先權順序分別對其他輸入信號進行編碼。例如：有一個網路家電產品，可以按優先權自動處理輸入同時出現的險情。優先編碼器電路火災小偷煤氣洩漏電視空調處理電路119110傳呼業主其他其他控制端有三個：輸入控制端、選通輸入端。且低有效。/ST=0時，編碼器正常工作，/ST=1,所有輸出被封鎖。擴展端。用於擴展編碼器功能。選通輸出端。手冊規定：編碼器對輸入“0”進行編碼。而且是反碼輸出。74148(8線－3線）優先編碼器邏輯符號：74LS148

3.解碼器

編碼器的逆過程。是將輸入的每個二進位代碼翻譯成對應的輸出高、低電平。常用的解碼器分為：☆

變數解碼器。☆

碼制變換解碼器。☆

數字顯示解碼器。變數解碼器是表示輸入狀態的組合邏輯網路。2線－4線變數解碼器2線－4線變數解碼器是對輸入的2位二進位數進行解碼，具有22=4個輸出。A1A0解碼器A1A0001110011101101011110111

由真值表直接寫出用與非門實現的輸出運算式。（小規模積體電路實現）中規模積體電路2-4解碼器74139邏輯符號。輸入二進位信號為：A1、A0。輸出的解碼信號為：選通信號為：根據輸出運算式可以畫出用小規模集成門電路組成的變量解碼器。BCD/DEC11111&&&&A1A0A1A01XX11110001110001110101010110110111由74139邏輯電路圖及真值表可以直接輸出運算式。

合理選用選通信號，可以擴展解碼器功能。2-4解碼器功能表：01001000111113-8解碼器原理電路圖。為高有效。為低有效。正常解碼條件:☆

3-8解碼器是A2、A1、A0三個變數的全部最小項解碼輸出，所以把這種解碼器叫做最小項解碼器。A2A1A0為地址碼輸入端&&&&&&&&1111111&P28頁：正邏輯和負邏輯通過真值表驗證：

正與和負或是同一邏輯門的兩種不同的名稱。非之與＝或之非&&&&&&&&1111111&3線－8線解碼器

4.數字顯示解碼器在數字系統中，需要將被測量及運算結果用十進位數碼形式顯示出來。這就需要用數字顯示解碼器來驅動LED、LCD、CRT、VFD、PDP、OLED等顯示器件。LED按發光段分為七段和八段數碼管。其字型顯示為：

每種顯示器件都有不同的驅動電路。不同的驅動電路要求有不同的顯示解碼電路。因此，先簡單介紹顯示器件及驅動電路。（1）半導體發光二極體(LED)。

發光二極體是將電能轉換為光能的特殊器件。當外加正向電壓時，發光二極體能發出各種顏色，供顯示使用選擇。

發光二極體可以單獨封裝，也可以組合封裝為LED數碼管。

發光二極體按驅動方式又分為共陽極和共陰極接法。輸入低有效輸入高有效共陽極接法共陰極接法（2）液晶顯示器件(LCD)LCD是一種平板薄型顯示器件，驅動電壓低，工作電流非常小，配合CMOS電路可以組成微功耗系統。

5.數據選擇器

數據選擇器是一個多輸入，單輸出的組合邏輯電路。（1）數據選擇器的設計例：用小規模電路設計4選1數據選擇器什麼是4選1？用開關來表示。00011011

在地址碼的控制下，從D0～D4中任選一個送到公共輸出端Y。真值表：A1A0Y00D001D110D211D3111&&&&≥1（2）中規模TTL積體電路74LS153雙4選1數據選擇器工作原理&≥1&≥1111111半加器：能完成半加功能的電路叫半加器。不考慮低位來的進位加法叫半加。

兩個二進位數之間的算術運算無論是加、減、乘、除，在電腦中都是化做若干步加法運算進行的。因此，加法器是構成算術運算器的基本單元。6.加法器

（1）半加器半加器邏輯符號：輸入端：A、B輸出端：S、CO半加器真值表：ABSCO0000011010101101邏輯運算式：由邏輯運算式畫出邏輯電路圖：半加器A加數B被加數CO進位輸出S半加和&ABSCO＝1（2）全加器全加器邏輯符號：輸入端：A、B、Ci輸出端：S、CO全加器真值表：ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111利用卡諾圖化簡S、CO：尋公共項進位輸入加數全加和全加器進位輸出被加數

7.數據比較器設計一位二進位數A和B的數值比較器。FA>BFA=BFA<BAB00001011011001100010☆由真值表寫出邏輯運算式：☆最後根據邏輯運算式畫出邏輯電路圖。&&&&≥1&FA>BFA<BFA=BFA>BFA=BFA<BAB比較器☆四位數值比較器邏輯符號

A3~A0、B3~B0是兩個相比較的4位二進位數。A<B,A=B,A>B三個級聯輸入端。FA<B,FA=B,FA>B為比較結果輸出端。☆比較原則：

對於多位數值比較，先比較最高位，在高位相等的條件下，取決於低位的比較結果。例如：最高位A>B,則不論其他位情況如何，肯定A>B。最高位A<B,則不論其他位情況如何，肯定A<B。

只有A=B,才比較次高位，決定相比較數的大小。當四位比較結果都相等，再比較級聯輸入端。<=>COMPP<QP=QP>QFA=BFA>BFA<BA0A1A2A3A<BA=BA>BB0B1B2B31、競爭和冒險例：一個由兩級或非門組成的組合電路。假設：B=0,☆理想情況下：A無論如何變化，F≡0。☆實際情況下：輸入信號每通過一級門電路都需要一定的延遲時間tpd。畫出考慮延遲時間的輸入/輸出波形圖。當：A由1→0,0考慮G1門延遲時間當A由1變為0時，由於考慮了G1門的延遲時間，在G2門的2個輸入端出現了均為0的短暫時刻，使G2門輸出產生了不應有的窄脈衝，這個窄脈衝稱為毛刺。≥1≥10二、組合邏輯電路競爭冒險現象的產生和消除

從波形上可以分為：☆靜態冒險☆動態冒險☆靜態冒險：輸入信號變化前、後，輸出的穩態值是一樣的，只有輸入信號發生變化時，輸出產生毛刺。☆動態冒險:輸入信號變化前、後，輸出的穩態值是不一樣的，並在邊沿處產生毛刺。1100動態冒險往往是由靜態冒險造成的。☆引起冒險的原因可分為：函數冒險和功能冒險。0010112、冒險類型代數法卡諾圖法取樣脈衝法輸出端加濾波電路（1）代數法

在n變數的邏輯運算式中，給n-1個變數以特定取值（0,1),運算式僅保留某個具有競爭能力的變數X,使邏輯運算式變成則實現該運算式的邏輯電路存在冒險。3、冒險的判別和消除

在卡諾圖中，函數的每一個與項（或項）對應一個合併圈，若兩個合併圈相切，相切之處會出現冒險。相切處：B=C=1相切處：B=C=0令B=C=1產生0冒險☆消除冒險的方法：在相切處增加一個合併圈BC。令B=C=0產生1冒險☆消除冒險的方法：在相切處增加一個合併圈B+C。♥卡諾圖法和代數法分析方法完全一樣。（2）

卡諾圖法

（3）取樣脈衝法

☆先判斷組合電路有無冒險產生，

若有冒險加取樣脈衝與組合電路相與。

☆取樣脈衝僅在輸出門處於穩定值期間到來，保證輸出結果正確，在取樣脈衝週期之外，輸出資訊無效。

☆取樣脈衝法目的是避開冒險。&&&1ABCF&RC積分電路，是一階低通濾波器，能濾除信號中高頻分量，毛刺就是一個高頻分量，加濾波電路能有效消除毛刺。RCViVoViVo

（4）輸出端加濾波電容1&1&&=1=1ABCISCO0000000111010110110110010101001100011111

最後畫出用2-4解碼器實現的一位二進