第10章 門電路和組合邏輯電路二

1、10.6 組合邏輯電路,組合邏輯電路框圖,10.6.1 組合邏輯電路的分析,(1) 由邏輯圖寫出輸出端的邏輯表達(dá)式,(2) 運(yùn)用邏輯代數(shù)化簡或變換,(3) 列邏輯狀態(tài)表,(4) 分析邏輯功能,已知邏輯電路,,確定,邏輯功能,分析步驟：,例 1：分析下圖的邏輯功能,(1) 寫出邏輯表達(dá)式,(2) 應(yīng)用邏輯代數(shù)化簡,,反演律,,反演律,(3) 列邏輯狀態(tài)表,邏輯式,,,步驟一，寫出輸出端Y的邏輯表達(dá)式為,,步驟二，化簡，由于上式已經(jīng)是

2、符合分析的要求了，所以不需要再化簡了；,步驟三，根據(jù)輸出端邏輯表達(dá)式，寫出真值表。,步驟一，寫出輸出端Y的邏輯表達(dá)式為,例題10.6.1,,,步驟四，分析真值表后，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入端A、B、C三個(gè)輸入變量中，1的取值有奇數(shù)個(gè)時(shí)，輸出端Y輸出為1，反之，輸出端Y輸出為0。從真值表分析后可知，該電路可以用來檢查3位二進(jìn)制碼的奇偶性，即輸入的二進(jìn)制碼含有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，其輸出信號為有效信號，所以此電路又稱為奇偶校驗(yàn)電路。,例3：分析下圖的邏輯功能,Y

3、,,,,&,,,,,&,,,1,,,,,,,,,.,B,A,&,C,1,0,1,A,設(shè)：C=1,封鎖,打開,選通A信號,,,,,B,Y,,,,&,,,,,&,,,1,,,,,,,,,.,B,A,&,C,0,0,1,設(shè)：C=0,封鎖,選通B信號,,,,,打開,例 3：分析下圖的邏輯功能,10.6.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)步驟如下：,,,,例題10.6.3 設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決器，實(shí)現(xiàn)“少數(shù)

4、服從多數(shù)”的原則。,步驟一，分析給定的邏輯功能，列出相應(yīng)的真值表：,,步驟二，根據(jù)真值表寫出相應(yīng)的邏輯表達(dá)式，并進(jìn)行化簡；,,,,步驟三，根據(jù)化簡后的邏輯表達(dá)式，畫出邏輯電路圖,10.7.2 編碼器,能夠?qū)⒛骋恍畔ⅲㄝ斎耄┳儞Q成為某一特定代碼（輸出）的邏輯電路稱為編碼器。,n 位二進(jìn)制代碼有 2n 種組合，可以表示 2n 個(gè)信息。,要表示N個(gè)信息所需的n位二進(jìn)制代碼應(yīng)滿足 2n? N,10.7

5、常用的邏輯器件,1. 二進(jìn)制編碼器,將N個(gè)輸入信號編成n位二進(jìn)制代碼的電路。,N個(gè),n位,（1） 4線－2線二進(jìn)制編碼器的工作原理。,,I1 I2 I3 I4 Y1 Y2,0 1 1 1 1 1,1 0 1 1 1 0,1 1 0 1 0 1,1 1 1 0 0 0,,,,,,,,（2） 4線

6、－2線二進(jìn)制編碼器的應(yīng)用,例如，某一搶答現(xiàn)場，要將4個(gè)搶答器的輸出信號編為二進(jìn)制代碼進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的電路實(shí)現(xiàn)此功能。,(1) 分析要求： 輸入有8個(gè)信號，即 N=8，根據(jù) 2n ? N 的關(guān)系，即 n=3，即輸出為3位二進(jìn)制代碼。,例：設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，滿足以下要求：(1) 將 I0、I1、…I7 8個(gè)信號編成二進(jìn)制代碼。(2) 編碼器每次只能對一個(gè)信號進(jìn)行編碼，不 允許兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號同時(shí)有

7、效。(3) 設(shè)輸入信號高電平有效。,(2) 列編碼表：,(3) 寫出邏輯式并轉(zhuǎn)換成“與非”式,Y2 = I4 + I5 + I6 +I7,Y1 = I2+I3+I6+I7,Y0 = I1+ I3+ I5+ I7,(4) 畫出邏輯圖,2. 二－十進(jìn)制編碼器(8421 編碼器),二－十進(jìn)制編碼（英文簡稱為BCD）碼，就是指用二進(jìn)制編碼來表示十進(jìn)制中的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個(gè)數(shù)碼。從4位二進(jìn)制中的16種狀態(tài)中選擇十種

8、狀態(tài)有不同的選擇方法，其中比較常見的是“8421 BCD碼”。,8421 BCD編碼器常用芯片——74LS147管腳分配圖 ：,列編碼表：四位二進(jìn)制代碼可以表示十六種不同的狀態(tài)，其中任何十種狀態(tài)都可以表示0~9十個(gè)數(shù)碼，最常用的是8421碼。,邏輯圖,10.7.3 譯碼器,譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯成一個(gè)特定的輸出信號。,1. 二進(jìn)制譯碼器,真 值 表,例：三位二進(jìn)制譯碼器（輸出高電平有效）,寫出邏輯

9、表達(dá)式,2.二 - 十進(jìn)制譯碼器,二-十進(jìn)制譯碼器常用芯片——74LS42管腳分配圖。,74LS42芯片真值表,,,,Q3 Q2 Q1 Q0,Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9,0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,輸 入,輸 出,顯示數(shù)碼,,,,0 0 0 1

10、 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2,0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 3,0 1 0 0 0 0

11、 0 0 1 0 0 0 0 0 4,0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 5,0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 6,0 1 1 1 0 0 0

12、0 0 0 0 1 0 0 7,1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 8,1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 9,,,,,,Q3,Q2,Q1,Q0,,,,,,,,,,,七段顯示譯碼器,842

13、1BCD代碼,,,10.7.4 數(shù)碼顯示器,在數(shù)字電路中，常常需要把運(yùn)算結(jié)果用十進(jìn)制 數(shù)顯示出來，這就要用顯示譯碼器。,七段數(shù)字顯示器,七段顯示譯碼器真值表,,,七段數(shù)字顯示器：,由七段發(fā)光二極管構(gòu)成,1 1 0 1 1 0 1,高電平時(shí)發(fā)光,譯碼器可采用CT74LS247七段顯示譯碼器芯片，它輸出高電平有效，可以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器 。,10.7.5 加法器,二進(jìn)制,十進(jìn)制：0~9十個(gè)數(shù)碼，“逢十進(jìn)一”。,在數(shù)

14、字電路中，為了把電路的兩個(gè)狀態(tài) (“1”態(tài)和“0”態(tài))與數(shù)碼對應(yīng)起來，采用二進(jìn)制。,二進(jìn)制：0，1兩個(gè)數(shù)碼，“逢二進(jìn)一”。,加法器: 實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法運(yùn)算的電路,進(jìn)位,,,不考慮低位來的進(jìn)位,要考慮低位來的進(jìn)位,,1. 半加器,半加：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加，不考慮來自低位的進(jìn)位。,邏輯符號：,半加器：,半加器邏輯狀態(tài)表,邏輯表達(dá)式,2. 全加器,全加：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加，且考慮來自低位的進(jìn)位。,邏輯符號：,全加器：,

15、(1) 列邏輯狀態(tài)表,(2) 寫出邏輯式,應(yīng)用舉例,交通信號燈故障檢測電路,交通信號燈在正常情況下，紅燈(R)亮——停車，,黃燈(Y)亮——準(zhǔn)備，綠燈(G)亮——通行。正常時(shí)，只有一個(gè)燈亮。如果燈全不亮或全亮或兩個(gè)燈同時(shí)亮，都是故障。,解：,燈亮 —“1”表示，燈滅 —“0”表示，,故障 —“1”表示，正常 —“0”表示，,輸入信號三個(gè)，輸出信號一個(gè),(1) 列邏輯狀態(tài)表,(2) 寫出邏輯表達(dá)式,(3) 化簡可得:,為減少所用門數(shù)