数字电路部分一-组合逻辑电路-王翰卓.docVIP

第二部分 数字电路 第六章 组合逻辑电路 6.1 逻辑门电路 用简单的门电路设计一个监视信号灯工作状态的电路，由红黄绿三盏灯组成，正常情况下有且仅有一盏灯亮，其他情况则会发出故障信号，提示维修。 分析：列出真值表 红R 黄 Y 绿 G 故障 Z 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Multisim中的Logic Converter（逻辑转换器）可以实现逻辑门电路、真值表、单变量输出的逻辑表达式之间的相互转换。 把ABC分别当做变量RYG，通过鼠标点击改变Z值。输入真值表。 点击右侧的Conversions，得到函数表达式和最简表达式，最终转化出逻辑电路- 6.2 编码器 6.2.1 利用74HC148设计16-4线优先编码器 分析：根据芯片的特点，s’=0时电路正常工作，此时如无编码请求Ys’=0，有编码请求YEx’=0。由两片芯片来完成设计，s’=0的芯片编码优先级别高于另一芯片，为I8’-I15’，另一片为I0’-I7’。 每片芯片内部由I7’到I0’优先级逐渐降低。第一片的Ys’与第二片的s’连接，编码结果以二进制形式输出，因为芯片不工作时输出端Ai输出为1，故两片对应的输出端以与非门连接进行输出作为低三位，第四位由Yex表示。 为了解Multisim的芯片端口标号，在芯片属性窗口单击Info（信息），查看端口功能- 电路连接图如图- 电路使用Word Generater（数字信号发生器）作为输入信号，R端子为输出信号准备好标志信号，T端子为外触发信号输入端。通过调节Display改变右端32位输出信号的格式，编辑右端视窗改变输出信号，通过右键设置起点（Set Cursor）和终点（Set Final Position）。在Control区选择输出方式，Cycle（循环）、Burst（始于起，止于终）、Step（点击后输出）。 如图设置由I0’到I15’依次编码。观察到逻辑指示灯的闪烁。 6.2.2 设计32-5线优先编码器 应用四片74HC148组装电路，基本方法如同16-4线优先编码器。电路图如下，最右侧为最高位芯片，Gs1-Gs4四个变量在同一时刻只有一个为1，低三位的处理办法同上例，高二位由Gs1-Gs4四个变量产生。 真值表如下： Gs1 Gs2 Gs3 Gs4 D5第五位 D4第四位 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 D5=(G3’G4’)’ D4=(G2’G4’)’用两个与非门实现。 下图的仿真验证， 26和17同时申请编码，根据优先编码的级别，对26编码，结果-11010。 6.3 译码器 6.3.1 5-32线译码器 用3-8线译码器74LS138构建5-32线译码器。 分析：需要4片74LS138来构建5-32线译码器，先将每一片的G1’和G2’置零， C B A用来作为输入需要译码的二进制数字的低三位，高二位则通过控制每一片的G1来达到设计要求。同样在每一次译码只能有一片芯片可以工作。译码数字的D4 D5与每片的G1对应的真值表为- D5 D4 G11 G21 G31 G41 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 G11=D5’D4’ G21=D5’D4 G31=D5D4’ G41=D5D4 6.3.2 最小项译码器的应用 用4-16线译码器74HC154设计一个能进行一位二进制数全加和全减运算的组合逻辑电路，当M=0时进行A+B，M=1时进行A-B。S为本位的值，CI为来自下一级的进位或借位，CO为向上一级的进位或借位。 列出真值表- M A B CI CO S M A B CI CO S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ， 根据最小项译码器的特点Di=mi’，再利用与非门实现最小项相与的形式，Y=(mi’mj’mk’……)’=mi+mj+mk+…… 依此连接电路- 通过Word Generator产生输入信号，按Burst方式遍历所有的输入类型- 在虚拟仪表栏中选择Logic Analyzer，读取逻辑图- 6.3.3 显示译码器4