[物理]第3章 组合逻辑电路.pptVIP

第三章 组合逻辑电路 3.1 概述 3.2 组合逻辑电路的分析方法 3.3 组合逻辑电路的设计方法 3.4 常用中规模标准组合模块电路 3.5 用中规模集成电路实现组合逻辑函数 3.6 组合电路中的竞争冒险 3.1 概述 组合逻辑电路： 任意时刻的稳定输出仅取决于该时刻的输入变量的取值，而与过去的输出状态无关。 框图、函数表达式 组合逻辑电路逻辑功能表示方法 表示方法： 输出函数表达式 逻辑电路图 真值表 卡诺图 3.2 组合逻辑电路的分析方法 例1 写函数式并化简 列真值表 例2 写函数式并化简 列真值表 3.3 组合逻辑电路的设计方法 例3 设计题目:设计一个监视交通信号灯工作状态 的逻辑电路。 要求: 每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常工作情况下，只允许有一盏灯亮。而当出现其他五种亮灯状态时，电路发生故障，要求发出故障信号，以提醒维护人员 前去修理。 逻辑抽象 真值表 真值表、函数式 逻辑图 3.4 常用中规模标准组合模块电路 加法器 乘法器 数值比较器 编码器 码组变换器 译码器 数据选择器 数据分配器 加法器 加法器——实现两个二进制数的加法运算 半加器——只能进行本位加数、被加数的加 法运算而不考虑低位进位。 如果想用与非门组成半加器，则将上式用代数法变换成与非形式： 逻辑图 全加器——能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算。 根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图： 多位数加法器 超前进位加法器 数值比较器 L=1 表示 AB M=1 表示 AB G=1 表示 A=B 编码器 编码器 将输入信号用二进制编码形式输出的器件。 （2）写函数式 优先编码器 允许同时输入两个以上信号，编码器选择优先级最高的输入信号进行编码。 集成优先编码器举例——74LS148（8线-3线） 注意：该电路为反码输出。 为选通输入端(低电平有效)， 为选通输出端， 为优先扩展输出端。 74LS148 功能表 编码器的扩展 用两片74LS148优先编码器串行扩展实现的16线—4线优先编码器 译码器 将输入的二进制代码转换成特定的输出信号 试用二片2-4译码器组成3-8译码器 二进制译码器74LS138——3线—8线译码器真值表 用两片74LS138 扩展为4线—16线 译码器 显示译码器 按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等。 按发光物质分，有半导体显示器（发光二极管、(LED)数码管）、液晶显示器、 荧光显示器、气体放电管显示器等。 显示译码器 按内部连接方式不同，七段数字显示器分为共阳极和共阴极两种。 将BI/RBO和RBI配合使用，可以实现多位数显示时的“无效0消隐”功能。 具有无效0消隐功能的多位数码显示系统 数据选择器 指2m个输入信号，根据m个地址输入，选择一个输入信号传送到输出端的器件。 根据功能表，可写出输出逻辑表达式： 集成数据选择器 集成数据选择器74151（8选1数据选择器） 数据选择器的扩展 用两片74151组成 “16选1”数据选择器 数据分配器 根据m个地址输入，将1个输入信号传送到2m个输出端中的某1个 1路 - 4路数据分配器真值表 用译码器设计一个“1线-8线”数据分配器 3.5 用中规模集成电路实现组合逻辑函数 用集成数据选择器实现组合逻辑函数 用译码器实现组合逻辑函数 用加法器实现组合逻辑函数 用集成数据选择器实现组合逻辑函数 步骤： 1）根据需要实现的函数式，选用合适的数据选择器； 2）确定地址输入变量，并据此将需要实现的函数式转换成对应的标准与或式； 3）写出数据输入端的逻辑表达式； 4）画出逻辑图； 例：实现逻辑函数F=AB +BC 1) 根据观察得出这是一个三变量函数，可用四选一的数据选择器实现，因而可选用74LS153; 思考 在设计步骤（2)中地址输入端是否可以选用A、B或A、C,如果可以对应的标准与或式应该是怎样的？结果有什么不同吗？ 选定B,C变量与数据选择器输入地址A1,A0对应和选定C,B变量与数据选择器输入地址A1,A0对应有没有什么不同？ 用译码器实现组合逻辑函数 步骤： 1）根据需要实现的函数式，选用合适的译码器； 2）将函数变量与译码器输入编码一一对应； 3）将函数写成最小项表达式（采用最小项编号形式）