wang第四章 组合逻辑电路.ppt

1、1.第4章组合逻辑电路，4.1概述，4.2组合逻辑电路的分析和设计方法，4.3一些常用的组合逻辑电路，4.4组合逻辑电路中的竞争-风险现象，2.1。组合逻辑电路的分析和设计方法。2.常用中型组合逻辑电路的工作原理和使用方法。3.竞争和冒险。本章的客观要求，3，4.1概述，组合逻辑电路：任何时候的输出都只取决于当时的输入，而与电路的原始状态无关。时序逻辑电路：任何时候的输出不仅取决于当时的输入，还与电路的原始状态有关。1.组合逻辑电路的特性。示例：在图中所示的电路中，只要确定了A、B和CI的值，S和CO的值就会相应地确定，这与电路的过去状态无关。这是一个组合逻辑电路。组合逻辑电路不包含存储元件，

2、并且在结构上没有从输出到输入的反馈路径。五二。组合逻辑电路的逻辑功能描述、框图、逻辑公式、结构特点：组合逻辑电路中没有存储单元。6、4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法，4.2.1组合逻辑电路的分析方法，分析：给出逻辑图，分析输出和输入之间的逻辑关系。步骤：1 .根据逻辑图写出逻辑表达式；2.简化逻辑公式，使逻辑关系简单明了；3.根据逻辑公式，列出真值表，分析逻辑函数；例：试着分析图示电路的逻辑功能，并指出电路的用途。8.泛函分析：当D、C、B和A表示的二进制数小于或等于5时，Y0为1；当二进制数在6和10之间时，Y1为1；当二进制数大于或等于11时，Y2为1。因此，这是一个用于判断输入的4

3、位二进制数的数值范围的电路。2.列出真值表，9。4.2.2组合逻辑电路的设计方法。设计：给出逻辑问题，设计逻辑电路。步骤：1 .进行逻辑抽象，分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。定义逻辑状态含义的。其中列出了真值表。第二，写出逻辑公式；第三，选择器件类型，门电路小型集成电路，数据选择器，解码器，加法器中型集成电路，可编程逻辑器件大规模集成电路；10、将逻辑函数公式简化或转换成适当的形式；第五，绘制逻辑图；第六，工艺设计；例11:设计一个逻辑电路来监控交通信号灯，当其他五种照明状态出现时，电路失效，需要发出故障信号来提醒维修人员进行维修。解决方案：1 .逻辑抽象，确定输入和输出变量。输入

4、变量：三个灯区的状态，用R、A和G表示，输出变量：故障信号，用Z表示，定义逻辑状态的含义。当灯亮时，它是1；当灯不亮时，它是0；1表示失败，0和12表示无失败，真值表；2.写出逻辑公式；3.选择设备作为SSI4.用卡诺图简化它；5.绘制逻辑图；13.如果要求通过与非门实现，则逻辑公式应转换为与非门。复习方法：两次否定并用摩根定理。逻辑图见右图。如果要求由“与”或“或非”门实现，则逻辑表达式需要转换为“与”或“或非”。复习方法：首先把它转换成最小项之和的形式，然后再用它。14.逻辑图见右图。方法2:在卡诺图中合并0，然后求反，15，16，TTL与非门形状，4个2输入与非门，74LS20两个4输入

5、与非门，17，例如：A=1101，B=1001，计算A，B，0，1，1，0，1，0，0 (2)最低位是两个数的最低位之和，不考虑进位。(3)其他位是三个数的和，包括加数、加数和低位进位。(4)任何位相加都会产生两个结果：标准和和到更高阶的进位。、19、加数、标准的和、高阶进位、1、1位加法器、1。半加法器(完成两个1位二进制数的加法，不考虑低位进位)，20，人工智能加数；双加数；Ci -低进位；Si -标准和；Ci 1 -进位。逻辑状态表、2。全加器(添加21位二进制数，考虑低位进位)，21。半和，so:22，全加器逻辑图，逻辑符号，23，全加器74LS183引脚图，双全加器，24示例：a3a

6、2a10b3b2b1b0=cos3s2s1S0，0101101=10010，1。串行进位加法器，prinCIple:首先将最低位A0B0相加，得到s0和c0，然后将c0发送到第二个加法器的ci端，相加A1B1，依此类推。25，特点：电路简单，连接方便。速度慢。(因为每个位的操作必须等到低位完成，所以它可以称为串行进位加法器。)2 .进位加法器，串行速度慢的原因是前一级的进位可以在后一级的计算之前计算出来，所以你能在开始时提前知道每一级的进位吗？ci1a 0 ci0 ci2 a1 B1 a 100 ci3 a2 B2 ci2 B2 a1 b 00 ci0 a4 ci4 a3 B3 ci3 a2

7、a1 B1 a 0 b 00 ci0，26，4位超前进位加法器74283，注意：和信号和进位信号同时产生，不需要逐步传输。作为增加电路复杂性的交换，快速操作时间被减少。I越大，CIi电路就越复杂。27，加法器级联，集成二进制4位超前进位加法器，扩展应用，28，用加法器设计组合电路。当组合电路的输出等于输入变量和常数或变量的和时，可以用加法器来实现。例如，设计一个代码转换电路，将8421BCD代码转换为剩余的3个代码。解决方法：分析问题的含义得到真值表，29，用二进制全加器转换两个80。当和数小于或等于9时，842lBCD码与二进制码相同。然而，当和数大于9时，8421BCD码产生进位(每十进制

8、一个)，而二进制码是每十六进制一个。因此，在用二进制全加器将两个842 BCD码相加之后，有必要将二进制和数转换成8421BCD。2)加法器应用：1位8421BCD加283，30，2)加法器应用：1位8421BCD加283。结论：当它等于N10 9，即二进制数(1001)2时，二进制码与BCD码相同。当N10为10，即二进制数(10 10)为2时，一位的BCD码需要调整6，如果有进位，则构成十位的运算数据。示例：89=17，1000) 10011001)，0110，10111，示例：76=13，0111) 01101)，0110，10011，8421代码操作示例：使用校正电路判断是否需要调整并

9、进行校正。31、十进制数字018表示结果需要调整。调整条件如下：DC=C4 S3 S2 S3 S1，两个1位8421BCD相加，最大值为100110010，调整后调整前，1)当DC=1时，应该相加，同时DC也是结果BCD的进位输出。BCD码相加，其和的二进制码。32，完成二进制数加法运算，完成和的校正运算，用两个4位二进制加法器74LS283组成8421 BCD码加法电路。补充：二进制减法，在数字系统中，二进制减法通常变成补码加法。符号数的减法规则：被减数是补数；对减数的所有位(包括符号位)进行补码；结果被加到被减数上，这个差可以通过忽略最终进位而得到。差异也是补语的形式。34，示例： 000

10、01000 (8)-0000011 (3)，0000011。带符号补码的结果为：11111101，00001000，1111101，1000001，示例： 0001100(12)-111110111(-9)，11110111带符号补码的结果为：00001001，0001100，0001001，00001，000101，35反相电路：它由异或门实现，因为当M=0时，输出与输入相同，当M=1时，输出与输入相反。36，由74LS283组成的二进制减法电路，验证如下：(3) (4)、(3) (4)、(-3) (4)、(-3)(4)、A补码、B补码、A补码-B补码、A补码-B补码、A-B补码当控制信号M

11、=0时，它将两个输入4位二进制数相加，而当M=1时，它将两个输入4位二进制数相减。允许额外的必要门电路。38，4.3.1编码器，其功能是将每个输入高(或低)电平信号编码成相应的二进制码。用单词、符号或数字来表示特定对象的过程称为编码。在数字系统中，许多二进制代码被用来表示相关的信号。实现编码操作的数字电路是编码器。例如计算机的111键盘。39，分类：输出，功能，代表09，40的10位数字，普通二进制编码器，特点：任何时候只能输入一个有效的编码信号，否则输出会被混淆，功能：当I0=1时，如果其他为0，输出Y1Y0=00，当I2=1=1时，如果其他为0，输出Y1Y0=00。输出Y1Y0=11，示例

12、：2位二进制编码器(4线和2线编码器)，41，真值表：其他含义：任何时候只允许输入一个有效的编码信号，即不允许输入其他情况，对应的最小项为约束项，因此对应的输出为。用卡诺图简化，逻辑电路：8线三线编码器，功能：当I0=1时，其他为0，Y2Y1Y0=000，当I1=1时，其他为0，Y2Y1Y0=001，当I7=1时，其他为0，Y2Y1Y0输出。例如，如果I3和I5同时输入1和1，Y2Y1Y0=111与I7的编码相混淆。45，二进制优先编码器，其特征在于允许同时输入几个编码信号，并且编码器只对具有高优先级的输入进行编码。示例：83行优先编码器74HC148，基本功能：它允许同时输入多个信号，但以最

13、高级别对输入进行编码。结论：实现了优先编码功能。1。基本功能，工作原理分析：74HC148真值表：注意：输入为低，输出为二进制补码，所以符号被圈起来。47，2。控制功能是门控输出端子，并且是扩展端子。只要其中一个为0，就意味着“电路工作，并且有编码信号输入”。48，解决方案：根据问题的含义，输入信号和编码器的编码输出之间的关系如下：49，因为输出的是原始代码，所以输出应该是反相的，两个部分的输出应该是反相的，并作为低位输出。每个器件只有8个输入，因此16个输入分别连接到2个器件。50，先不后等于先不后，51，3，2-十进制优先级编码器，20-十进制优先级编码器74HC147，输入低电平有效，反

14、相代码输出。真值表见表4.3.3(P173)。自学式二进制-十进制编码器是一种将代表十进制数的10个输入信号编译成相应的BCD码输出的电路。52，74hc147，S0S1 S2 S3 S4 S6 S7 S8 S9，0 1 2 3 4 5 6 7 8 9，1k * 10，5v，二进制解码器2/4行、3/8行、4/16行二进制-十进制解码器8421BCD/10、剩余3/10、格雷码/10等。显示解码器驱动显示设备，解码和编码相反的过程，并“翻译”二进制代码的原始含义，以恢复具有特定含义的原始信息。也就是说，每组代码都有一个具有有效(高/低)电平的相应输出端，以及其他具有无效(低/高)电平的输出端。

15、根据不同的功能，它分为：4.3.2解码器和54二进制解码器，前者将每个输入二进制码转换成相应的输出高电平和低电平信号，后者将N个输入组合(N位二进制码)转换成2n个电路状态(高电平和低电平信号)。也称为n - 2n线解码器。55，示例：3-8线解码器74HC138，基本功能：注意：输出低电平有效，扩展功能：56，功能分析：74HC138的真值表m0，m7是A2A1A0的8个最小项，表明解码器是一个多输入多输出的组合逻辑电路，每个输出对应一个N变量最小项，57，扩展函数：芯片选择函数，级联扩展，解决方案：问题的意义分析需要实现图形函数：58，用真值表表示，即A0，A1和A2两块分别连接为低阶输入D0，D1和D2，和高阶输入实现方法：59，验证：60，d3d2d1d0=0000111，d3d2d1d0=10001111，另一种连接方法：61，用真值表表示，即，62，A0，A1和A2四个芯片分别连接为低阶输入d0，D1和D2，63，74HC139引脚图，一片74HC139包含两个2-4线解码器，64，74HC139功能表，“”表示低电平65，二进制，二进制-十进制解码器(也称为4-行-10-行解码器)，其将输入BCD码的十个码转换成十个高电平和低电平信号，例如二进制解码器74HC42，输出低电平