组合逻辑分析设计习题课

1、例：分析下图所示电路的逻辑功能,逻辑抽象 将设计问题转化为逻辑问题 建立描述设计要求的最小项表达式,最简的与-或表达式,根据具体要求和器件资源变换函数形式,得到逻辑图 考虑实际问题与工艺设计要求，选定合适的集成电路器件。,例1：设计一个全加器，它有三个输入端：被加数A，加数B，低位进位C；两个输出端：和S，进位C。,例2：某学期考试四门课程：,数据结构：7 学分； 数字逻辑：5 学分； 计算方法：4 学分； 政治： 2 学分。,每个学生要获得10个以上学分才能通过考试。要求写出学生通过考试的逻辑函数。,【解】设 A、B、C、D 分别为四门课，“1” 表示通过此门课，“0” 表示不通过；F 为“

2、1”时表示考试通过，“0”表示没通过。,F=AB+AC+BCD(图略),例：采用与非门实现,方法一：对F两次求反(原函数较为简单时),例：采用或非门实现,方法一：对F两次求对偶,F的“或-与”表达式,方法二：对F的“或-与”两次求反,例：采用与或非门实现,方法一：对F两次求反,由卡诺图圈0得,求反得F的“与或非”形式,两级门,一级门,常用中规模器件,数据传输控制系统使用器件-数据选择器 多输入、单输出；将多路通道的数据分时传输到公共数据通道去。 控制信号：使能输入端、地址控制端（代表各路数据通道的地址） 数据信号：多路数据输入，一路数据输出。 常见器件：74LS153(4/1选择器） 74LS

3、151(8/1选择器） 扩展：利用两个相反片选信号作为高位地址信号。,*5、功能扩展,1#,2#,常用中规模器件,数据传输控制系统使用器件-数据选择器 单输入、多输出；将公共数据线上的数据按要求送到不同单元输出。 控制信号：使能输入端、地址控制端（代表各个输出单元的地址） 数据信号：一路数据输入，从多个单元选择一个进行输出。 常见器件：74LS155(1/4分配器）,常用中规模器件,数据传输控制系统使用器件-数据选择器 单输入、多输出；将公共数据线上的数据按要求送到不同单元输出。 控制信号：使能输入端、地址控制端（代表各个输出单元的地址） 数据信号：一路数据输入，从多个单元选择一个进行输出。

4、常见器件：74LS155(1/4分配器）,常用的中规模组合逻辑标准构件,例如：利用数据选择器和数据分配器设计实现8路数据 传输的逻辑电路,常用中规模器件,数据转换使用器件-译码器 以某个编码输入、另外形式的编码或者电平输出；常用的有：唯一地址译码器（二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器），以及代码变换器等。 控制信号：控制输入端、G1 G2A G2B I/O信号：输入代码、输出代码（或者电平） 常见器件：74LS138(3/8优先译码器） 7448（数码管显示译码器）,21,1. 74138集成译码器,3个输入端,3个控制端,8个输出端,74LS48译码器与数码管的连接,此三控制端不用时

5、，通过电阻接高电平。,常用中规模器件,将采集信号进行编码器件-编码器 以某个电平输入、产生相对应的一串二进制代码。常用的有：状态编码器、BCD编码器。根据输入信号是否优先级可分为普通编码器、优先编码器等。 控制信号：EI、EO、GS I/O信号：输入电平、输出编码 常见器件：74LS148(优先编码器）,24,引脚图,示意框图,2. 优先编码器74148的示意框图、引脚图,25,例4.1.1 用二片74148构成16位输入、4位二进制码输出的优先编码器如图所示，试分析其工作原理。,有编码请求,I8 I15,无编码请求,I0 I7,常用中规模器件,将两组位数相同的数据比较大小数据比较器 将两个二

6、进制数进行比较，对其大小进行判断。常用的有：一位比较器、二位比较器、四位比较器、多位比较器等。 控制信号：低位比较结果 I/O信号：输入两组数、输出比较结果 常见器件：74LS85(四位数值比较器）,27,用两片7485组成8位数值比较器（串联扩展方式）。,低位片,高位片,低四位,高四位,输出,在位数较多且要满足一定的速度要求时采取并联方式，它比串联扩展方式工作速度快。,2. 集成数值比较器的位数扩展,28,用7485组成16位数值比较器的并联扩展方式。,B3A3B0A0,B7A7B4A4,B11A11B8A8,B15A15B12A12,输出,常用中规模器件,将两组数进行加、减运算加法器 常用

7、的加法单元有：半加器（不考虑低位进位）、全加器（既考虑低位进位、又考虑向上级进位） 加法器的设计 串行加法器：将全加器各位串起来，从低到高传递进位。延迟较大。 并行加法器：超前进位并行加法器，提高运输速度。 控制信号：低位比较结果 I/O信号：输入两组数、输出比较结果 常见器件：74LS85(四位数值比较器）,30,3. 超前进位集成4位加法器74LS283,74LS283逻辑框图,74LS283引脚图,.2 多位数加法器,31,4. 超前进位加法器74LS283的应用,例1 用两片74LS283构成一个8位二进制数加法器。,在片内是超前进位，而片与片之间是串行进位。,.2 多位数加法器,32,4.5.3 减法运算,由加补码完成减法运算的减法器的电路,33,知识扩展： 集