電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能-(7)組合邏輯電路

1、掌握組合邏輯電路的分析方法和步驟；能分析簡單邏輯電路的邏輯功能；了解組合邏輯電路設(shè)計的基本方法和步驟。,7.1.1 組合邏輯電路的分析方法,組合邏輯電路的分析，是指基于邏輯電路圖，分析明確該電路的基本功能的過程。理論上講，邏輯電路圖本身就是邏輯功能的一種表達方式，但許多情況下，用邏輯電路圖表達的邏輯功能不夠直觀形象，往往需要將其轉(zhuǎn)化成邏輯表達式或是真值表的形式，以使邏輯更加直觀、確定。組合邏輯電路的分析一般可按如圖所示步驟進行：,（

2、1）根據(jù)邏輯電路圖，由輸入到輸出逐級寫出邏輯表達式。（2）化簡邏輯表達式，得到最簡邏輯表達式。（3）根據(jù)最簡邏輯表達式列出真值表。（4）根據(jù)所列真值表，分析確定電路的基本邏輯功能。,7.1.1 組合邏輯電路的分析方法,分析如圖所示三人表決器電路的邏輯功能。,第一步：根據(jù)電路逐級寫出邏輯表達式。,第二步：化簡邏輯表達式。,第四步：從真值表中可以看出三輸入中至少有兩個或以上的輸入為１時，輸出才為１，否則輸出為０，可知此電路為一少數(shù)服從

3、多數(shù)的三人表決器。,第三步：根據(jù)化簡后的邏輯表達式列出如下所示的真值表,7.1.2 組合邏輯電路的設(shè)計,與組合邏輯電路的分析相反，邏輯電路的設(shè)計是根據(jù)給定的邏輯功能要求，設(shè)計出實現(xiàn)該功能的邏輯電路。組合邏輯電路的設(shè)計可按如圖所示步驟進行：,（1）邏輯狀態(tài)賦值。（2）根據(jù)事件的因果關(guān)系，列出輸入和輸出對應(yīng)的真值表。（3）按真值表寫出邏輯表達式。（4）將邏輯表達式化簡變換成合理的邏輯表達式。（5）根據(jù)化簡或變換后合理的邏輯表達式，畫

4、出邏輯電路圖。,7.1.2 組合邏輯電路的設(shè)計,例 ：某寫字樓控制室有3個報警燈： （火警）、 （盜警）和 （一般業(yè)務(wù)），按事態(tài)輕重緩急要求，有多個報警同時出現(xiàn)時，在同一時間只能有一個信號通過，首先接通的是火警信號，其次為盜警信號，最后是日常一般業(yè)務(wù)信號。試按照上述要求設(shè)計一個信號控制電路。要求用集成門電路74LS00（每片含四個2輸入端與非門）實現(xiàn)。,（1）邏輯狀態(tài)賦值 按電路設(shè)計要求，該電路有三個輸出： （火警）、

5、 （盜警）和 ，應(yīng)該對應(yīng)有3個輸入，分別用 、 、 表示。對于輸入，設(shè)有信號為邏輯1，沒信號為邏輯0。對于輸出，設(shè)燈亮為邏輯1，燈不亮為邏輯0。,（4）這三個表達式已為最簡，不需化簡。但設(shè)計根據(jù)要求，需要用非門和與門實現(xiàn)，且L2需用三輸入端與門才能實現(xiàn)，不符合設(shè)計要求，故將上式轉(zhuǎn)換為與非表達式,（3）由真值表寫出各輸出的邏輯表達式,7.1.2 組合邏輯電路的分析方法,解：,（5）畫出邏輯電路圖如圖所示，可用兩片集成與非門

6、74LS00來實現(xiàn)。,（2）列真值表 根據(jù)所設(shè)計電路功能要求給定的邏輯，列出該電路的真值表。表中“×”表示取任意值，即該項輸入對輸出不產(chǎn)生影響。,,,,,,,熟知編碼器的基本功能和常見類型;了解二進制編碼器、二－十進制編碼器的基本功能和真值表;理解優(yōu)先編碼器的工作特點，掌握二－十進制優(yōu)先編碼器;74LS147的引腳功能及應(yīng)用方法;了解74LS138的擴展應(yīng)用。,7.2.1 二－十進制編碼器,一、二進制編碼器

7、,用n位二進制代碼對2n個信號進行編碼的電路，稱為二進制編碼器。 如圖所示為3位二進制編碼器示意圖，因其有8個輸入、3個輸出，故也稱為8線-3線編碼器。 二進制編碼器按其輸入和輸出的數(shù)量，還有4線-2線編碼器、16線-4線編碼器等。 編碼器在任意時刻只能對一個輸入信號編碼，即8個輸入中只能有一個輸入有效。,7.2.1 二－十進制編碼器,一、二進制編碼器,3位二進制編碼器的真值表如下表所示。,根據(jù)真值表可以

8、寫出邏輯函數(shù)表達式,上述邏輯函數(shù)表達式已為最簡與或表達式，可據(jù)此畫出用或門組成的3位二進制編碼器的邏輯電路圖。如圖所示。,7.2.1 二－十進制編碼器,一、二進制編碼器,將十進制數(shù)0～9的10個數(shù)編成二進制代碼的電路，稱為二－十進制編碼器。要對10個信號進行編碼，至少需要4位二進制代碼（ ），所以二－十進制編碼器的輸出信號為4位。 因為4位二進制代碼有16種狀態(tài)組合，可任意選出10種表示0～9這10個數(shù)字；不同

9、的選取方式即表示不同的編碼方法，如8421BCD碼、2421BCD碼、余3BCD碼等，在此我們主要介紹最常用的8421BCD編碼器。,7.2.1 二－十進制編碼器,二、二－十進制編碼器,7.2.1 二－十進制編碼器,二、二－十進制編碼器,8421BCD 編碼器的真值表如下表所示。,將編碼器各輸入賦予不同的優(yōu)先級別，電路運行時，允許同時輸入兩個或兩個以上的信號，但電路只對優(yōu)先級別高的輸入信號編碼，對其他輸入信號不予考慮，這樣

10、的電路稱為優(yōu)先編碼器。目前市場供應(yīng)的集成編碼器多為優(yōu)先編碼器。,74LS147 的實物圖和引腳排列如圖所示。,7.2.2 二－十進制優(yōu)先編碼器,74LS147是一種常用的8421BCD碼集成優(yōu)先編碼器，代用型號有40147等。,74LS147 的真值表如下表所示。,理解譯碼器的基本功能，熟悉常見類型；了解二進制譯碼器、二-十進制譯碼器的基本功能和真值表；了解半導體數(shù)碼管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；了解典型的譯碼顯示電路；了解74L

11、S138的應(yīng)用拓展。,7.3.1 通用譯碼器,一、 二進制譯碼器 二進制譯碼器的功能是將二進制碼按其原意翻譯成相應(yīng)的輸出信號。二進制譯碼器有 個輸入線， 個輸出線，按其輸入和輸出的線數(shù)，二進制譯碼器可分為2線-4線譯碼器、3線-8線譯碼器和4線-16線譯碼器等。,74LS138是一種典型的二進制譯碼器。,其實物圖和引腳排列如圖所示。,7.3.1 通用譯碼器,一、 二進制譯碼器,7.3.1 通用譯碼器,二、二-

12、十進制譯碼器,二-十進制譯碼器也稱為BCD譯碼器，它的功能是將輸入的1位BCD碼(4位二進制碼)譯成10個高、低電平輸出信號，因此也稱為4－10譯碼器。常用的二-十進制集成譯碼器型號有74LS42、T1042、T4042等。,74LS42 的實物圖和引腳排列如圖所示，真值表如表所示。,7.3.2 顯示譯碼器,與二進制譯碼器不同，顯示譯碼器是用來驅(qū)動顯示器件，以顯示數(shù)字或字符的中規(guī)模集成電路。顯示譯碼器隨顯示器件的類型而異，與輝光

13、數(shù)碼管相配的是BCD十進制譯碼器，而常用的半導體數(shù)碼管、液晶數(shù)碼管、熒光數(shù)碼管等是由7個或8個字段構(gòu)成字形的，因而與之相配的有BCD七段或BCD八段顯示譯碼器。其組成示意圖如圖所示。,半導體數(shù)碼管是將七個發(fā)光二極管（LED）排列成“日”字形狀制成的，如實物圖所示，七個發(fā)光二極管分別用a、b、c、d、e、f、g 這七個小寫英文字母表示。發(fā)光二極管外加正向電壓時導通，發(fā)出清晰的光，有紅、黃、綠等色，只要按規(guī)律控制各發(fā)光段的亮、滅，就可以顯示