《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》(張金華主編)-第七章

.,.,掌握組合邏輯電路的分析方法和步驟；能分析簡(jiǎn)單邏輯電路的邏輯功能；了解組合邏輯電路設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。,.,7.1.1組合邏輯電路的分析方法,組合邏輯電路的分析，是指基于邏輯電路圖，分析明確該電路的基本功能的過(guò)程。理論上講，邏輯電路圖本身就是邏輯功能的一種表達(dá)方式，但許多情況下，用邏輯電路圖表達(dá)的邏輯功能不夠直觀(guān)形象，往往需要將其轉(zhuǎn)化成邏輯表達(dá)式或是真值表的形式，以使邏輯更加直觀(guān)、確定。組合邏輯電路的分析一般可按如圖所示步驟進(jìn)行：,（1）根據(jù)邏輯電路圖，由輸入到輸出逐級(jí)寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。（2）化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式，得到最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式。（3）根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式列出真值表。（4）根據(jù)所列真值表，分析確定電路的基本邏輯功能。,.,7.1.1組合邏輯電路的分析方法,分析如圖所示三人表決器電路的邏輯功能。,第一步：根據(jù)電路逐級(jí)寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。,第二步：化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式。,第四步：從真值表中可以看出三輸入中至少有兩個(gè)或以上的輸入為時(shí)，輸出才為，否則輸出為，可知此電路為一少數(shù)服從多數(shù)的三人表決器。,第三步：根據(jù)化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式列出如下所示的真值表,.,7.1.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì),與組合邏輯電路的分析相反，邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的邏輯功能要求，設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)該功能的邏輯電路。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)可按如圖所示步驟進(jìn)行：,（1）邏輯狀態(tài)賦值。（2）根據(jù)事件的因果關(guān)系，列出輸入和輸出對(duì)應(yīng)的真值表。（3）按真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。（4）將邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)變換成合理的邏輯表達(dá)式。（5）根據(jù)化簡(jiǎn)或變換后合理的邏輯表達(dá)式，畫(huà)出邏輯電路圖。,.,7.1.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì),例：某寫(xiě)字樓控制室有3個(gè)報(bào)警燈：（火警）、（盜警）和（一般業(yè)務(wù)），按事態(tài)輕重緩急要求，有多個(gè)報(bào)警同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，在同一時(shí)間只能有一個(gè)信號(hào)通過(guò)，首先接通的是火警信號(hào)，其次為盜警信號(hào)，最后是日常一般業(yè)務(wù)信號(hào)。試按照上述要求設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)控制電路。要求用集成門(mén)電路74LS00（每片含四個(gè)2輸入端與非門(mén)）實(shí)現(xiàn)。,.,（1）邏輯狀態(tài)賦值按電路設(shè)計(jì)要求，該電路有三個(gè)輸出：（火警）、（盜警）和，應(yīng)該對(duì)應(yīng)有3個(gè)輸入，分別用、表示。對(duì)于輸入，設(shè)有信號(hào)為邏輯1，沒(méi)信號(hào)為邏輯0。對(duì)于輸出，設(shè)燈亮為邏輯1，燈不亮為邏輯0。,（4）這三個(gè)表達(dá)式已為最簡(jiǎn)，不需化簡(jiǎn)。但設(shè)計(jì)根據(jù)要求，需要用非門(mén)和與門(mén)實(shí)現(xiàn)，且L2需用三輸入端與門(mén)才能實(shí)現(xiàn)，不符合設(shè)計(jì)要求，故將上式轉(zhuǎn)換為與非表達(dá)式,（3）由真值表寫(xiě)出各輸出的邏輯表達(dá)式,7.1.2組合邏輯電路的分析方法,解：,（5）畫(huà)出邏輯電路圖如圖所示，可用兩片集成與非門(mén)74LS00來(lái)實(shí)現(xiàn)。,（2）列真值表根據(jù)所設(shè)計(jì)電路功能要求給定的邏輯，列出該電路的真值表。表中“”表示取任意值，即該項(xiàng)輸入對(duì)輸出不產(chǎn)生影響。,.,熟知編碼器的基本功能和常見(jiàn)類(lèi)型;了解二進(jìn)制編碼器、二十進(jìn)制編碼器的基本功能和真值表;理解優(yōu)先編碼器的工作特點(diǎn)，掌握二十進(jìn)制優(yōu)先編碼器;74LS147的引腳功能及應(yīng)用方法;了解74LS138的擴(kuò)展應(yīng)用。,.,7.2.1二十進(jìn)制編碼器,一、二進(jìn)制編碼器,用n位二進(jìn)制代碼對(duì)2n個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路，稱(chēng)為二進(jìn)制編碼器。如圖所示為3位二進(jìn)制編碼器示意圖，因其有8個(gè)輸入、3個(gè)輸出，故也稱(chēng)為8線(xiàn)-3線(xiàn)編碼器。二進(jìn)制編碼器按其輸入和輸出的數(shù)量，還有4線(xiàn)-2線(xiàn)編碼器、16線(xiàn)-4線(xiàn)編碼器等。編碼器在任意時(shí)刻只能對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)編碼，即8個(gè)輸入中只能有一個(gè)輸入有效。,.,7.2.1二十進(jìn)制編碼器,一、二進(jìn)制編碼器,3位二進(jìn)制編碼器的真值表如下表所示。,.,根據(jù)真值表可以寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式,上述邏輯函數(shù)表達(dá)式已為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式，可據(jù)此畫(huà)出用或門(mén)組成的3位二進(jìn)制編碼器的邏輯電路圖。如圖所示。,7.2.1二十進(jìn)制編碼器,一、二進(jìn)制編碼器,.,將十進(jìn)制數(shù)09的10個(gè)數(shù)編成二進(jìn)制代碼的電路，稱(chēng)為二十進(jìn)制編碼器。要對(duì)10個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼，至少需要4位二進(jìn)制代碼（），所以二十進(jìn)制編碼器的輸出信號(hào)為4位。因?yàn)?位二進(jìn)制代碼有16種狀態(tài)組合，可任意選出10種表示09這10個(gè)數(shù)字；不同的選取方式即表示不同的編碼方法，如8421BCD碼、2421BCD碼、余3BCD碼等，在此我們主要介紹最常用的8421BCD編碼器。,7.2.1二十進(jìn)制編碼器,二、二十進(jìn)制編碼器,.,7.2.1二十進(jìn)制編碼器,二、二十進(jìn)制編碼器,8421BCD編碼器的真值表如下表所示。,.,將編碼器各輸入賦予不同的優(yōu)先級(jí)別，電路運(yùn)行時(shí)，允許同時(shí)輸入兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)，但電路只對(duì)優(yōu)先級(jí)別高的輸入信號(hào)編碼，對(duì)其他輸入信號(hào)不予考慮，這樣的電路稱(chēng)為優(yōu)先編碼器。目前市場(chǎng)供應(yīng)的集成編碼器多為優(yōu)先編碼器。,74LS147的實(shí)物圖和引腳排列如圖所示。,7.2.2二十進(jìn)制優(yōu)先編碼器,74LS147是一種常用的8421BCD碼集成優(yōu)先編碼器，代用型號(hào)有40147等。,74LS147的真值表如下表所示。,.,理解譯碼器的基本功能，熟悉常見(jiàn)類(lèi)型；了解二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器的基本功能和真值表；了解半導(dǎo)體數(shù)碼管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；了解典型的譯碼顯示電路；了解74LS138的應(yīng)用拓展。,.,7.3.1通用譯碼器,一、二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器的功能是將二進(jìn)制碼按其原意翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)。二進(jìn)制譯碼器有個(gè)輸入線(xiàn)，個(gè)輸出線(xiàn)，按其輸入和輸出的線(xiàn)數(shù)，二進(jìn)制譯碼器可分為2線(xiàn)-4線(xiàn)譯碼器、3線(xiàn)-8線(xiàn)譯碼器和4線(xiàn)-16線(xiàn)譯碼器等。,74LS138是一種典型的二進(jìn)制譯碼器。,其實(shí)物圖和引腳排列如圖所示。,.,7.3.1通用譯碼器,一、二進(jìn)制譯碼器,.,7.3.1通用譯碼器,二、二-十進(jìn)制譯碼器,二-十進(jìn)制譯碼器也稱(chēng)為BCD譯碼器，它的功能是將輸入的1位BCD碼(4位二進(jìn)制碼)譯成10個(gè)高、低電平輸出信號(hào)，因此也稱(chēng)為410譯碼器。常用的二-十進(jìn)制集成譯碼器型號(hào)有74LS42、T1042、T4042等。,74LS42的實(shí)物圖和引腳排列如圖所示，真值表如表所示。,.,7.3.2顯示譯碼器,與二進(jìn)制譯碼器不同，顯示譯碼器是用來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示器件，以顯示數(shù)字或字符的中規(guī)模集成電路。顯示譯碼器隨顯示器件的類(lèi)型而異，與輝光數(shù)碼管相配的是BCD十進(jìn)制譯碼器，而常用的半導(dǎo)體數(shù)碼管、液晶數(shù)碼管、熒光數(shù)碼管等是由7個(gè)或8個(gè)字段構(gòu)成字形的，因而與之相配的有BCD七段或BCD八段顯示譯碼器。其組成示意圖如圖所示。,.,半導(dǎo)體數(shù)碼管是將七個(gè)發(fā)光二極管（LED）排列成“日”字形狀制成的，如實(shí)物圖所示，七個(gè)發(fā)光二極管分別用a、b、c、d、e、f、g這七個(gè)小寫(xiě)英文字母表示。發(fā)光