数字电子技术项目教程 教学配套课件 邱丽芳 项目2-5多功能抢答器的设计与制作.pdfVIP

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学习情景五 多功能抢答器的设计与制作 学习目标 1、会测试中规模集成电路的逻辑功能; 2 、能查阅手册,了解常用中规模集成电路的逻辑 功能; 3、会用中规模集成电路设计出一定功能的组合逻 辑电路; 4 、能用中规模集成电路及其基本门电路制作出四 人抢答器。 工作任务 1、能够用中规模集成电路实现组合逻辑电路; 、设计并制作出四人抢答器。会使用寄存器和锁存器。 问题引入 抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原 理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合 逻辑电路和时序电路。在学习情景一中我们设计了简 单的抢答器,但是它不能完全满足实际需要,目前在 一些竞赛场合,需要增加对应的功能,这就需要大家 根据功能需要,选择合适的逻辑电路,采用一定的方 法设计出新的电路。 任务1 中规模集成电路实现组合逻辑电路 前面介绍的用小规模集成电路设计组合逻辑电路 的方法是数字系统的设计基础,但比较繁琐。电路也 复杂。如采用中规模集成电路(又称MSI)设计时,不 仅可减少设计工作量,避免或减少设计引起的错误, 而且还可简化电路结构,减少使用集成芯片数和连线 ,缩小体积,减少功耗,提高电路的工作可靠性不用 MSI设计组合逻辑电路时,最简的含意是所用MSI芯片 数最少、品种规格最少、芯片间的连线最少。这里主 要介绍用数据选择器和译码器等设计组合逻辑电路的 方法。 学一学——用数据选择器实现组合逻辑功能 任何一个逻辑函数都可写成最小项表达式,而数 据选择器的输出为地址输入变量和数据的函数,它实 际上是一个逻辑函数的最小项输出器。因此,数据选 择器常用来实现多个输入变量单输出的逻辑函数。 1.当逻辑函数中的变量数等于数据选择器地址 输入变量数时,可直接有序地接数据选择器的地址输 入端 。 【例5.1】用数据选择器实现逻辑函数 Y AB AB C  解:此题可采用卡诺图法和代数法求解。 (1)卡诺图法: 1)根据逻辑函数确定数据选择器的规模。由于逻 辑函数Y中有A、B、C三个变量,故可选用8选1的数据 选择器CT74LS151来实现该逻辑函数,其3个地址输入 变量A 、A 、A 正好与A、B、C三个变量相对应,并设 2 1 0 A =A、A =B、A =C。 2 1 0 2)画出逻辑函数Y和8选1数据选择器的输出函数Y’ 的卡诺图。逻辑函数 的卡诺图如图2- Y AB AB C  5-1(a)所示。而CT74LS151的输出函数的卡诺图. 如图2-5-1(b)所示。 3)比较逻辑函数Y和Y’的卡诺图。设Y=Y’,对比图 2-5-1(a)和(b)两个卡诺图可得 D =D =0 2 4 D =D =D =D =D =D =1 0 1 3 5 6 7 (a) (b) (a)Y的卡诺图;(b) Y’的卡诺图 图2-5-1 【例5.1】的卡诺图 4)画逻辑图。根据上式可画出图2-5-2所示的逻辑 图。 (2)代数法: 1)根据逻辑函数确定数据选择器的规模。选用8 选1数据选择器,并设A2=A 、A1=B 、A C

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