华北电力大学电子技术基础（数字部分）第五版课件第4章 组合逻辑电路.ppt

第4章 组合逻辑电路 4.1 组合逻辑电路的分析 一.组合逻辑电路的特点 电路任一时刻的输出只决定于该时刻各输入的组合，而与电路的原来的输入无关。 组合电路就是由门电路组合而成，没有反馈通路；电路中没有记忆单元。 二、组合逻辑电路的分析方法 分析过程一般包含4个步骤： 解：（1）由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便，借助中间变量P。 （2）化简与变换： 4.2 组合逻辑电路的设计 设计过程的基本步骤： 得最简与—或表达式： （4）画出逻辑图。 例2：设计一个电话机信号控制电路。电路有I0（火警）、I1（盗警） 和I2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从L0、L1、L2输出， 在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应 首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上 述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含 4个2输入端与非门）实现。 （4）根据要求，将上式转换为与非表达式： 例3 设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。 解：本题不需要做约定 （1）根据题目要求，列出真值表： （2）用卡诺图进行化简。（注意利用无关项） 化简后得到的逻辑表达式为： （3）由逻辑表达式画出逻辑图。 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 一． 产生竞争冒险的原因 二． 竞争冒险的识别 三．冒险现象的消除方法  例 已知输入信号的波形,分析输出波形 L1=A⊕B⊕C L2的真值表: 解: 4.4 若干典型的组合逻辑集成电路 4.4.1编码器CD4532 4.4.2译码器/数据分配器 4.4.3数据选择器 4.4.4数值比较器 4.4.5算术运算电路 作业(旧书) 4.2.2 4.2.3 4.3.1 4.3.5 4.3.6 4.5.6 作业(新书) 4.4.5, 4.4.6, 4.4.15, 4.4.19, 4.4.20, 4.4.21, 4.4.30, 4.5.1, 4.5.2 4.4.1 编码器 1.编码器的定义与工作原理 编码——起名字，用文字、符号或者数码表示特定信息的过程。 在数字系统中，将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。 N和n之间满足下列关系: 2n≥N 例1 试设计一个4线-2线编码器电路，可将4个信息编成2位代码，假设任一瞬间，4个信息必须有一个而且只能有一个处于有效状态。 解：约定：输入为高电平有效，信息有效用1表示，无效用0表示。4个信息分别用I0 ， I1 ， I2 ， I3表示，2位代码用A1 ， A0表示，且对应的关系为： A1 A0 I0 ：00 I1 ：01 I2 ：10 I3 ：11 （2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为： 例3 设计一个3位二进制编码器，假设任一瞬间，8个信息必须有一个而且只能有一个处于有效状态 由真值表写出各输出的逻辑表达式为： 用门电路实现逻辑电路： 集成优先编码器芯片CD4532 集成优先编码器——74148（8线-3线）现在已经不用了 EI为使能输入端(低电平有效)， 四．编码器的应用 1．编码器的扩展 用两片74148优先编码器串行扩展实现的16线—4线优先编码器 2．组成8421BCD 编码器 作业 P195 4.4.1 4.4.2 译码器/数据分配器 一．译码器的定义与功能：与编码器相反 译码器——将输入代码转换成特定的输出信号 例：2线—4线译码器 写出各输出函数表达式： 画出逻辑电路图： 译码器的分类： 通用译码器 变量译码器 代码变换译码器 显示译码器 2.8421BCD译码器7442 三、译码器的应用 1．译码器的扩展 用两片74138扩展为4线—16线译码器(要求能读懂这个电路即可) 2．实现组合逻辑电路 例4.2.1 试用译码器和门电路实现逻辑函数： 例4.2.2 某组合逻辑电路的真值表如表4.2.4所示，试用译码器和门电路设计该逻辑电路。 解：写出各输出的最小项表达式，再转换成与非—与非形式: 用译码器实现多输出组合逻辑函数的步骤 1.写出逻辑函数的最小项和的形式； 2.将逻辑函数的最小项和的表达式变换成与非与非式； 3.画出接线图。 4.如果函数为4变量函数，用3/8线译码器实现，则需先用两片3/8线译码器扩展成4/16线译码器，在此基础上进行以上步骤。 3．构成数据分配器 数据分配器——将一路输入数据根据地址选择码分配给多路数据输出中的某一路输出。 四、数字显