组合逻辑电路5_精品文档.ppt

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46,组合逻辑电路-中规模组合逻辑电路数字电子电路基础,47,3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。

48,（a）用二极管组成,8-3线编码器框图,49,（b）用与非门组成,50,真值表,51,8线3线优先编码器（74LS148）,二、优先编码器,52,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,54,Z0,Z1,Z2,Z3,G0,G3,G2,G1,用两片74LS148组成的16线4线编码器,级联,55,三、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,四位,输入：

I0I9,输出：

F4F1,56,二十进制优先编码器（74LS147）,57,逻辑函数表达式,58,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。

59,3.2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,60,3-8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,61,逻辑函数表达式，当,又称最小项译码器,62,用两片74LS138组成的4线16线译码器,D0,D1,D2,D3,级联,63,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。

64,用译码器设计组合逻辑电路,当控制信号S1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,65,例2：

利用两片3线8线译码器74LS138实现四变量函数,66,二、二十进制译码器,67,68,三、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）。

69,a,b,c,d,f,g,abcdefg,1111110,0110000,1101101,e,七段显示器件的工作原理：

70,3.3加法器,A=1101,B=1001，计算A+B。

0,1,1,0,1,0,0,1,1,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,71,一、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,72,逻辑图,逻辑符号,73,二、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,74,逻辑图,逻辑符号,75,全加器的逻辑图,逻辑符号,76,全加器SN74LS183的管脚图,77,Ci+1,Si,Ci+1,Si,Ci+1,Si,Ai,Bi,Ci+1,Si,Ci,C4,S3,S2,S1,S0,A0B0,A1B1,A2B2,A3B3,三、四位串行加法器,Ai,Bi,Ci,Ai,Bi,Ci,Ai,Bi,Ci,78,四、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,79,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,80,四位二进制超前进位加法电路,81,五、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M0时，它将两个输入的四位二进制数相加，而M1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。

82,3.4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。

83,一、一位数值比较器,功能表,84,逻辑图,逻辑符号,85,二、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。

86,A、B两个多位数的比较：

两个本位数,低位的比较结果,比较结果向高位输出,87,每个比较环节的功能表,四位数码比较器的真值表,a3b3100,a3=b3a2=b2a1=b1a0=b0010,a3=b3a2=b2a1=b1a0b0001,a3=b3a2=b2a1=b1a0b0100,a3=b3a2=b2a1b1001,a3=b3a2=b2a1b1100,a3=b3a2b2001,a3=b3a2b2100,a3b3001,89,根据比较规则，可得到四位数码比较器逻辑式：

A=B:

AB:

AB:

90,四位集成电路比较器74LS85,（AB）L,（A=B）L,（AB）L,AB,A=B,AB,91,数值比较器位数扩展,必接好,

（1）,

（2）,高位片,低位片,92,24位并行比较器,010,A0A1A2A3,B0B1B2B3,A40B4,（AB）I,（AB）I,（A=B）I,（AB）o,（A=B）o,（AB）o,B0B1B2B3,A0A1A2A3,输出,输入,VI,B5B6B7B8,A5A6A7A8,A90B9,B10B11B12B13,A10A11A12A13,A140B14,B15B16B17B18,A15A16A17A18,A190B19,B20B21B22B23,A20A21A22A23,93,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ABAC，则A最大；若ABAC，则A最小。

可以用两片74LS85实现。

94,A=B=C,A最大,A最小,95,3.5数据选择器,从一组数据中选择一路信号进行传输的电路，称为数据选择器。

控制信号,输入信号,输出信号,数据选择器类似一个多投开关。

选择哪一路信号由相应的一组控制信号控制。

96,一位数据选择器：

从n个一位数据中选择一个数据。

m位数据选择器：

从n个m位数据中选择一个数据。

控制信号,四二选一选择器,n=2,m=4,97,四选一集成数据选择器74LS153,功能表,98,例：

用一片74LS153组成8选1:

A2=0:

（1）工作；A2=1:

（2）工作。

99,用数据选择器设计逻辑电路,四选一选择器功能表,类似三变量函数的表达式！

100,例1：

利用四选一选择器实现如下逻辑函数。

与四选一选择器输出的逻辑式比较,可以令：

变换,101,接线图,102,例2：

利用八选一数据选择器实现逻辑函数,