数字电路第四章ppt课件.ppt
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- 数字电路 第四 ppt 课件
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1、第三章第三章 组合逻辑电路组合逻辑电路(combinition logic circuit)第三 章 组合逻辑电路3.13.1组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点3.23.2、组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的分析方法3.3 3.3 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法3.4 组合逻辑模块及其应用组合逻辑模块及其应用中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路3.13.1组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的特点 电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合,而与电路的原状态无关的组合,而与电路的原状态无关。 组合电路就是由门电路组合而
2、成,电路中没有记忆单元,没有反组合电路就是由门电路组合而成,电路中没有记忆单元,没有反馈通路。馈通路。每一个输出变量是全部或部分每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数:输入变量的函数:L1 1= =f1 1(A1 1、A2 2、Ai)L2 2= =f2 2(A1 1、A2 2、Ai) Lj= =fj(A1 1、A2 2、Ai) 中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路 3.2、组合逻辑电路的分析方法分析过程一般包含分析过程一般包含4 4个步骤:个步骤:例例3.3.13.3.1:组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能。中北大学电子信息工程系第三章 组合
3、逻辑电路(2)化简与变换:(3)由表达式列出真值表。(4)分析逻辑功能 : 当A、B、C三个变量不一致时, 电路输出为“1”,所以这个电路 称为“不一致电路”。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。中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路ABCCABCBABCAL例例3.3.13.3.1:设计一个三人表决电路,结果按设计一个三人表决电路,结果按“少数服从多数少数服从多数”的原则决的原则决定。定。解:解:(1 1)列真值表:)列真值表:(3)化简。)化简。(2 2)由真值表写出逻辑表达式:)由真值表写出逻辑表达式:3.3 组合逻辑电路的设计方法小规模(SSI)
4、中规模(MSI)大规模(LSI)超大规模(VLSI)设计过程的基本步骤:中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路ACBCABL 如果,要求用与非门实现该逻辑电路,就应将表达式转换成与非与非表达式: 画出逻辑图如图所示。 得最简与或表达式:(4 4)画出逻辑图。)画出逻辑图。中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路解:(1)列真值表:例3.3.2: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。
5、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。 中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路(2)由真值表写出各输出的逻辑表达式: (3)根据要求,将上式转换为与非表达式:中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路 (4)画出逻辑图。中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路例3.3.3:设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。解:解:(1)根据题目要求,列出真值表:)根据题目要求,列出真值表:中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路(2)用卡诺图进行化简。(注意利用无关项)中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路(3)由逻辑表
6、达式 画出逻辑图。中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路3.4 组合逻辑模块及其应用组合逻辑模块及其应用 3.4.1 3.4.1 编码器编码器 一.编码器的基本概念及工作原理 编码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: 2nN 中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路例:例:设计一个键控设计一个键控8421BCD8421BCD码编码器。码编码器。SSSSSSSSSS10V1k10D7CCC86B52A493中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路(2)由真值表写出各输出的逻
7、辑表达式为:9898SSSSA76547654SSSSSSSSB解:解:(1 1)列出真值表:)列出真值表:中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路76327632SSSSSSSSC9753197531SSSSSSSSSSD98SSA 7654SSSSB 7632SSSSC 97531SSSSSD 重新整理得:重新整理得:(3 3)由表达式画)由表达式画 出逻辑图:出逻辑图:SSSSSSSSSS0123456789VCC1k10&A&BC&D&中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路(4 4)增加)增加控制使能标志控制使能标志GS :当按下当按下S0S9任意一个键时,任意一个键时,GS=1
8、,表示有,表示有信号输入;信号输入;当当S0S9均没均没按下时,按下时,GS=0,表示没有信号表示没有信号输入。输入。SSSSSSSSSS0123456789ABCDGS&1VCC1k10中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路二二. .二进制编码器二进制编码器 3 3位二进制编码器有位二进制编码器有8 8个输入端,个输入端,3 3个输出端,所以常称为个输出端,所以常称为8 8线线3 3线编码器,其功能真值表见下表:(线编码器,其功能真值表见下表:(输入为高电平有效输入为高电平有效)输 入输 出0A21AA1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0
9、 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 11I2I546II03I7III0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1编码器真值表中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路 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:76542IIIIA 76321IIIIA 75310IIIIA A&1&A0A21I1I11131I1II52011I674II中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路三优先编码器允许同时输入两个以上信号,并按优先级
10、输出。 集成优先编码器举例74148(8线-3线)注意:该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效),EO为使能输出端(高电平有效) ,GS为优先编码工作标志(低电平有效)。 中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路三三优先编码器优先编码器允许同时输入两个以上信号,并按允许同时输入两个以上信号,并按优先级输出。优先级输出。 集成优先编码器举例74148(8线-3线) 注意:该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效),EO为使能输出端(高电平有效) ,GS为优先编码工作标志(低电平有效)。 7IEII1I2I543I6IIA01A2AEOGS0I1111111111111111&中北
11、大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路 四四编码器的应用编码器的应用 1 1编码器的扩展编码器的扩展用两片用两片7414874148优先编码器串行扩展实现的优先编码器串行扩展实现的1616线线4 4线优先编码器线优先编码器0I1I2I3I4I5I6I7IA2A1A0GSEOEI74148(2)I01I2II3I4I56I7IA21A0AGSEOEI74148(1)1X2XX560X7XX3XX4X14915X813XX10XX1112XXGSY0Y1Y2Y3EOEI0&中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路2 2组成组成8421BCD 8421BCD 编码器编码器72I0I1A6I5I4I
12、I3I0I74148AEIEOGS21AII457I162III03II11I98IY0Y1Y2Y3&GGGG1234中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路3.4.2 译码器一译码器的基本概念及工作原理一译码器的基本概念及工作原理译码器将输入代码转换成特定的输出信号例:例:2 2线线4 4线译码器线译码器中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路写出各输出函数表达式:画出逻辑电路图:BAEIY 0BAEIY 1BAEIY 2ABEIY 3111ABEI&Y0Y1Y2Y3中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路二、集成译码器二、集成译码器1.1.二进制译码器二进制译码器7413874138
13、3 3线线8 8线译码器线译码器&Y4Y5Y6Y73&2&Y0&Y1YYA0A1A2G1G2AG2B&1111111中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路2.84212.8421BCD译码器译码器74427442&Y4Y5Y6Y73&2&Y0&Y1YY9Y&Y8&13012A11AA1A1111中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路中北大学电子信息工程系第三章 组合逻辑电路三、译码器的应用三、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G1G2AG2B74138(2)0A1A2A1G2AG2BG74138(1)A1A2A012AA01A3AE0162YYYY4Y5Y
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