電工簡(jiǎn)明教程第三版13

1、 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社第第 13 章門電路和組合邏輯電路章門電路和組合邏輯電路13.1基本門電路及其組合基本門電路及其組合13.3CMOS 門電路門電路13.2TTL 門電路門電路13.4組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)13.5加法器加法器13.6編碼器編碼器13.7譯碼器和數(shù)字顯示譯碼器和數(shù)字顯示*13.8應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社一類稱為模擬信號(hào)，它一

2、類稱為模擬信號(hào)，它是指時(shí)間上和數(shù)值上的變化是指時(shí)間上和數(shù)值上的變化都是連續(xù)平滑的信號(hào)，如圖都是連續(xù)平滑的信號(hào)，如圖( (a) )中的正弦信號(hào)，處理模擬中的正弦信號(hào)，處理模擬信號(hào)的電路稱為模擬電路。信號(hào)的電路稱為模擬電路。電子電路中的信號(hào)分為兩大類：電子電路中的信號(hào)分為兩大類：另一類稱為數(shù)字信號(hào)，另一類稱為數(shù)字信號(hào)，它是指時(shí)間上和數(shù)值上的變它是指時(shí)間上和數(shù)值上的變化都是不連續(xù)的，如圖化都是不連續(xù)的，如圖( (b) )中的信號(hào)，處理數(shù)字信號(hào)的中的信號(hào)，處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路。電路稱為數(shù)字電路。( (b) )( (a) ) 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教

3、育電子音像出版社13.1基本門電路及其組合基本門電路及其組合13.1.1邏輯門電路的基本概念邏輯門電路的基本概念門電路：實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系的電路。門電路：實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系的電路。分析邏輯電路時(shí)只用兩種相分析邏輯電路時(shí)只用兩種相反的工作狀態(tài)，并用反的工作狀態(tài)，并用 1 1 或或 0 0 表示表示。如開(kāi)關(guān)接通用。如開(kāi)關(guān)接通用 1 1 表示，開(kāi)關(guān)斷表示，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)用開(kāi)用 0 0 表示。燈亮可用表示。燈亮可用 1 1 表示，表示，燈滅可用燈滅可用 0 0 表示。表示。正邏輯系統(tǒng)：高電位用正邏輯系統(tǒng)：高電位用 1 1 表表示，低電位用示，低電位用 0 0 表示。表示。負(fù)邏輯系統(tǒng)：高電位用負(fù)邏輯系統(tǒng)：高電位用

4、0 0表表示，低電位用示，低電位用 1 1 表示。表示。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(1) 與邏輯與邏輯如如(a)圖所示。圖所示。全部條件具備結(jié)果才發(fā)生全部條件具備結(jié)果才發(fā)生記為記為： A B = Y(2) 或邏輯或邏輯如如(b)圖所示。圖所示。一個(gè)或一個(gè)以上條件具備結(jié)一個(gè)或一個(gè)以上條件具備結(jié)果就發(fā)生。果就發(fā)生。記為記為：A + B = Y(3) 非邏輯如非邏輯如(c)圖圖條件具備結(jié)果條件具備結(jié)果不不發(fā)生發(fā)生；條件條件不不具備結(jié)果發(fā)生具備結(jié)果發(fā)生YA 記為：記為： 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電

5、子音像出版社13.1.2分立元件基本邏輯門電路分立元件基本邏輯門電路(1) 二極管與門電路二極管與門電路 +12 VABCDADBDCYR設(shè)：設(shè)：uA = 0， uB = uC = 3 V 則則 DA導(dǎo)通，導(dǎo)通，DB、DC 截止截止。uY = 0.3 V uY = 0.3 VY = 0uA，uB，uC 中任意一個(gè)或兩個(gè)為中任意一個(gè)或兩個(gè)為 0 ， Y = 0 。設(shè)：設(shè)：3 V 為高電位為高電位 1 1，0.3 V 為低電位為低電位 0，二極管，二極管管壓降為管壓降為 0.3 V。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社設(shè)：設(shè)：uA = uB = u

6、C = 0DA、DB、DC 都導(dǎo)通都導(dǎo)通Y = 0uY = 0.3 VuY = 3.3 V設(shè)：設(shè)： uA = uB = uC = 3 V uY = 3.3 V， Y = 1DA、DB、DC 都截止都截止 +12VABCDADBDCuY = 0.3 VYR +12VABCDADBDCYR 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社由以上分析可知：只有當(dāng)由以上分析可知：只有當(dāng) A、B、C 全為高電平時(shí)，輸全為高電平時(shí)，輸出端出端 Y 才為高電平。正好符合與門的邏輯關(guān)系。才為高電平。正好符合與門的邏輯關(guān)系。結(jié)論結(jié)論與邏輯關(guān)系式：與邏輯關(guān)系式：Y = A B

7、C與門邏輯狀態(tài)表與門邏輯狀態(tài)表ABCY0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 01 11 11 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 1邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社例例：兩輸入與門波形圖兩輸入與門波形圖Y = A B 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社DA 12 VYABCDBDCR設(shè)：設(shè)：uA = 3 V，uB = uC = 0 V 則則 DA 導(dǎo)通。導(dǎo)通。uY = (3 0.

8、3) V = 2.7 V DB 、DC 截止，截止， Y = 1 1uY = 2.7 VuA， uB， uC 中任意一個(gè)或兩個(gè)為中任意一個(gè)或兩個(gè)為 1 1， Y = 1 1。(2) 二極管或門電路二極管或門電路 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社設(shè)：設(shè)： uA = uB = uC = 3 VDA 、DB、DC 都導(dǎo)通都導(dǎo)通uY = 2.7 V，Y = 1uY= 0.3V設(shè)：設(shè)： uA = uB = uC = 0 V DA、 DB、DC 都導(dǎo)通都導(dǎo)通uY = 0.3 V， Y = 0 DA 12VYABCDBDCuY = 2.7 VRDA 12V

9、YABCDBDCR 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社或或邏輯關(guān)系式：邏輯關(guān)系式：Y = A + B + C或門邏輯狀態(tài)表或門邏輯狀態(tài)表ABCY0 00 00 01 10 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 10 00 00 00 01 11 11 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 1結(jié)論：結(jié)論：由以上分析可知由以上分析可知，當(dāng)當(dāng) A、B、C 任一為高電平時(shí)，輸任一為高電平時(shí)，輸出端出端 Y 才為高電平。正好才為高電平。正好符合符合或或門的邏輯關(guān)系。門的邏輯關(guān)系。 高高 等等 教教 育育 出出

10、版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社或邏輯關(guān)系式：或邏輯關(guān)系式：Y = A + B例：二輸入或門波形圖例：二輸入或門波形圖 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(3) 晶體管非門電路晶體管非門電路當(dāng)當(dāng) A 為高電平時(shí)為高電平時(shí)( (即即 A = 1) )晶體管飽和晶體管飽和集電極電位為低電平集電極電位為低電平( (0 V 附近附近) )即即Y = 0當(dāng)當(dāng) A 為低電平時(shí)為低電平時(shí)( (即即 A = 0) )晶體管截止晶體管截止集電極電位為高電平集電極電位為高電平( (近似等于近似等于 UCC) )即即Y = 1 高高 等等 教教

11、 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社結(jié)論：結(jié)論：Y 等于等于 A 的非；記為的非；記為AY 非門電路也稱為反相器。非門電路也稱為反相器。邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)波形圖波形圖 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.1.3基本邏輯門電路的組合基本邏輯門電路的組合(1) 與非門電路與非門電路邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式BAY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(2) 或非門電路或非門電路邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式BAY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育

12、電子音像出版社(3) 與或非門電路與或非門電路邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式CBABY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.2TTL 門電路門電路13.2.1TTL 與非門電路與非門電路 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社設(shè)設(shè)：uA= 0.3V uB= uC=3.6V，則，則 VB1= (0.3+0.7) V= 1VuY = 5 ube3 ube4 uR2T2 、T5 截止截止，T3、 T4 導(dǎo)通導(dǎo)通，小小= (5 0.7 0.7)V = 3.6 VY = 1 1+5VABCT1R1R2T2T3T4T

13、5R3R5R4YRL拉電流拉電流VB1 = 1 VuY = 3.6 V(1) 輸入不全為輸入不全為 1+5VA B C R1C1B1 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社設(shè)設(shè) uA = uB = uC = 3.6 V ，輸入端全部是高電平，輸入端全部是高電平， VB1 升高，足以升高，足以使使 T2 、T5 導(dǎo)通，導(dǎo)通，uo = 0.3 V，Y = 0 0。且且 VB1 = 2.1 V，T1 發(fā)射結(jié)全部反發(fā)射結(jié)全部反偏。偏。VC2 = UCE2 + UBE5 = (0.3 + 0.7) V = 1 V，使，使 T3 導(dǎo)通，導(dǎo)通，T4 截止。截止。

14、+5 VABCT1R1R2T2T3T4T5R3R5R4Y灌電流灌電流T1R1+VCCVB1 = 2.1 VVC2=1VuY = 0.3 V(2) 輸入全為輸入全為 1 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社由以上分析可知：由以上分析可知：當(dāng)輸入端當(dāng)輸入端 A、B、C 均為高電平時(shí)，輸出端均為高電平時(shí)，輸出端 Y 為低為低電平。當(dāng)輸入端電平。當(dāng)輸入端 A、B、C 中只要有一個(gè)為低電平，輸中只要有一個(gè)為低電平，輸出端出端Y 就為高電平就為高電平，正好符合正好符合與非與非門的邏輯關(guān)系。門的邏輯關(guān)系。ABCY&ABCY 與非門的邏輯功能：與非門的邏

15、輯功能：全全 1 1 出出 0 0，有，有 0 0 出出 1 1。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社TTL 與非與非門組件就是將若干個(gè)門組件就是將若干個(gè)與非與非門電路，經(jīng)過(guò)門電路，經(jīng)過(guò)集成電路工藝制作在同一芯片上集成電路工藝制作在同一芯片上。 &+UC14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7地地74LS00&74LS00 組件含有組件含有兩個(gè)輸入端的兩個(gè)輸入端的與與非非門四個(gè)。門四個(gè)。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 74LS20 四輸入四輸入 2

16、門門74LS00 兩輸入兩輸入4 門門 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.2.2三態(tài)輸出與非門電路三態(tài)輸出與非門電路E = 1 時(shí)，二極管時(shí)，二極管 D 截止，截止， Y = A B，同，同 TTL 與非與非門。門。E = 0 時(shí)時(shí)， VB1 = 1 V， T2 、T4 截止截止；二極管二極管 D 導(dǎo)通，導(dǎo)通，使使 VB3 = 1 V。T3、T4 截止截止，輸出端開(kāi)路輸出端開(kāi)路( (高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)) )邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)如圖如圖( (b) )、圖、圖( (c) )所示所示 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等

17、教育電子音像出版社三態(tài)門的應(yīng)用三態(tài)門的應(yīng)用：母線母線 總線總線 讓各門的控制端讓各門的控制端 E 輪流處于輪流處于高電平高電平，即任何時(shí)間只能有一個(gè)即任何時(shí)間只能有一個(gè)三態(tài)門處于工作狀態(tài)三態(tài)門處于工作狀態(tài)，而其余三而其余三態(tài)門均處于高阻狀態(tài)態(tài)門均處于高阻狀態(tài)。這樣這樣，母母線線( (總線總線) )就就會(huì)輪流接收各三態(tài)門會(huì)輪流接收各三態(tài)門的輸出。的輸出。這種方法在計(jì)算機(jī)中廣泛采用。這種方法在計(jì)算機(jī)中廣泛采用。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.3CMOS 門電路門電路AYT2+UDDT1N 溝道溝道P 溝道溝道GGDSS13.3.1CMOS

18、 非門電路非門電路當(dāng)當(dāng) A 為高電平時(shí)，為高電平時(shí)，T1 導(dǎo)通、導(dǎo)通、T2 截止，截止，輸出輸出 Y 為低電平。為低電平。當(dāng)當(dāng) A 為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，T2 導(dǎo)通、導(dǎo)通、T1 截止，截止，輸出輸出 Y 為高電平。為高電平。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.3.2CMOS 與非與非門電路門電路T4 與與 T3 并聯(lián)，并聯(lián)，T1 與與 T2 串聯(lián)。串聯(lián)。當(dāng)當(dāng) AB 都是高電平時(shí)都是高電平時(shí)，T1 與與 T2 同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)導(dǎo)通，T4 與與 T3 同時(shí)同時(shí)截止；輸出截止；輸出 Y 為低電平。為低電平。當(dāng)當(dāng) AB 中有一個(gè)是低電平中有一個(gè)是低

19、電平時(shí)，時(shí)，T1 與與 T2 中有一個(gè)截止，中有一個(gè)截止，T4 與與 T3 中有一個(gè)導(dǎo)通，輸出中有一個(gè)導(dǎo)通，輸出 Y 為高電平。為高電平。ABT4T3T1T2+UDDY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.3.3CMOS 或非門電路或非門電路BT4T3T1T2AY當(dāng)當(dāng) AB 中有一個(gè)是高電中有一個(gè)是高電平時(shí)，平時(shí)，T1 與與 T2 中有一個(gè)導(dǎo)中有一個(gè)導(dǎo)通，通，T4 與與 T3 中有一個(gè)截止，中有一個(gè)截止，輸出輸出 Y 為低電平。為低電平。當(dāng)當(dāng) AB 都是低電平時(shí)都是低電平時(shí)，T1 與與 T2 同時(shí)截止同時(shí)截止，T4 與與 T3 同時(shí)導(dǎo)通；輸

20、出同時(shí)導(dǎo)通；輸出 Y 為高電平。為高電平。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.4組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)13.4.1邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)：按一定邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的代數(shù)。邏輯代數(shù)：按一定邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的代數(shù)。邏輯代數(shù)不代表數(shù)，而是代表兩種相互對(duì)立的狀態(tài)。邏輯代數(shù)不代表數(shù)，而是代表兩種相互對(duì)立的狀態(tài)。邏輯代數(shù)中的變量稱為邏輯變量。它只能取邏輯代數(shù)中的變量稱為邏輯變量。它只能取 0 0 或或 1 1。邏輯代數(shù)基本運(yùn)算法則邏輯代數(shù)基本運(yùn)算法則( (1) ) 0 0 A = 0 0( (2) ) 1 1 A = A(

21、(3) ) A A = A0 0 AA) )( (4( (5) ) 0 0 + A = A( (6) ) 1 1 + A = 1 1( (7) ) A + A = A1 1 AA) )( (8AA ) )( (9 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社交換律交換律：BAAB ) )( (10ABBA ) )( (11)()(12BCACABABC ) )( ()()(13CBACBACBA ) )( (結(jié)合律：結(jié)合律：分配律：分配律：ACABCBA )(14) )( ()(15CABABCA ) )( (證明證明：BCACABAACABA )(BC

22、CBAA )(BCA A1 1 + (B + C) + BC 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社吸收律：吸收律：ABAA )(16) )( (證：證：ABAABAABAA )1()(ABBAA )(17) )( (BABAA ) )( (19AABA ) )( (18證：證：BABAAABAA )(ABAAB ) )( (20ABABA )(21) )( (反演律：反演律：BAAB ) )( (22BABA ) )( (23 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法

23、( (1) )邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表ABCY0 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 01 11 11 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 1( (2) )邏輯式邏輯式1) )常采用常采用與與- -或或表達(dá)式的形式；表達(dá)式的形式；2) )在狀態(tài)表中選出使函數(shù)值為在狀態(tài)表中選出使函數(shù)值為 1 1 的的變量組合；變量組合；3) )變量值為變量值為 1 1 的寫成原變量，為的寫成原變量，為 0 0 的寫成反變量，得到其值為的寫成反變量，得到其值為 1 1 的乘積項(xiàng)的乘積項(xiàng)組合。組合。4) )將這些乘積項(xiàng)加起來(lái)

24、將這些乘積項(xiàng)加起來(lái)( (邏輯或邏輯或) )得得到到與與- -或或邏輯函數(shù)式。邏輯函數(shù)式。ABCCBAY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社( (3) )邏輯圖邏輯圖ABCCBAY 由邏輯式得到邏輯圖由邏輯式得到邏輯圖ABC&111Y& 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn) 例例 1 應(yīng)用邏輯代數(shù)運(yùn)算法則化簡(jiǎn)下列邏輯式：應(yīng)用邏輯代數(shù)運(yùn)算法則化簡(jiǎn)下列邏輯式：DBCDCBAABDABCY 解解 )(DADBCDCBAABCY ABDBCDCBAABC DBCD

25、CBACAB )1(DBCDCBAAB DBCDCAAB )(DBCDCBAB CDDCBAB )(CDCDBAB CDBAB CDAB )1(CDB 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.4.2組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析組合邏輯電路：組合邏輯電路：邏輯電路在某一時(shí)刻的輸出狀態(tài)僅由邏輯電路在某一時(shí)刻的輸出狀態(tài)僅由該時(shí)刻電路的輸入信號(hào)所決定。該時(shí)刻電路的輸入信號(hào)所決定。已知組合邏輯電路圖，確定它們的邏輯功能。已知組合邏輯電路圖，確定它們的邏輯功能。分析步驟：分析步驟：(1) 根據(jù)邏輯圖，寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式根據(jù)邏輯圖，寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式

26、(2) 對(duì)邏輯函數(shù)表達(dá)式化簡(jiǎn)或變換對(duì)邏輯函數(shù)表達(dá)式化簡(jiǎn)或變換(3) 根據(jù)最簡(jiǎn)表達(dá)式列出狀態(tài)表根據(jù)最簡(jiǎn)表達(dá)式列出狀態(tài)表(4) 由狀態(tài)表確定邏輯電路的功能由狀態(tài)表確定邏輯電路的功能 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 例例 2 分析下圖邏輯電路的功能。分析下圖邏輯電路的功能。Y&AB&ABABAABBABBABAY ABBABA BABABABBAA )()(BA 狀態(tài)表狀態(tài)表ABY0 00 00 00 01 11 11 10 01 11 11 10 0功能功能：當(dāng)當(dāng) A、B 取值不相同時(shí)，取值不相同時(shí)， 輸出為輸出為 1，是是異或

27、異或門。門。AB= 1Y異或異或門符號(hào)門符號(hào) 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.4.3組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)已知邏輯要求已知邏輯要求列出邏輯狀態(tài)表列出邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式寫出邏輯式運(yùn)用邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)運(yùn)用邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)畫出邏輯圖畫出邏輯圖 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 例例 3 試設(shè)計(jì)一邏輯電路供三人試設(shè)計(jì)一邏輯電路供三人( (A、B、C) )表決用。表決用。每人有一按鍵，如果贊成，就按電鍵，表示每人有一按鍵，如果贊成，就按電鍵，表示 1 1；如果不贊成；如果不贊成，不按電鍵

28、，表示，不按電鍵，表示 0 0；表決結(jié)果用指示燈來(lái)表示。如果多數(shù)；表決結(jié)果用指示燈來(lái)表示。如果多數(shù)贊成，則指示燈亮，贊成，則指示燈亮，Y = 1 1；反之，則燈不亮，；反之，則燈不亮，Y = 0 0 。 解解 ( (1) )由題意列出邏輯狀態(tài)表由題意列出邏輯狀態(tài)表ABC 三個(gè)輸入變量三個(gè)輸入變量，共八種組合共八種組合。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表0 00 00 00 01 11 11 11 1ABCY0 00 01 11 10 00 01 11 10 01 10 01 10 01 10 01 10 00 00 01

29、10 01 11 11 1 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社( (2) )由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式取取 Y = 1 1 寫邏輯式寫邏輯式Y(jié) = A B C + A B C + A B C + A B C( (3) )化簡(jiǎn)邏輯式化簡(jiǎn)邏輯式Y(jié) = A B C + A B C + A B C + ABC + ABC + ABC = AB (C+ C) + BC (A + A) + CA (B + B) = AB + BC + CA 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社( (4) )

30、由邏輯式畫出邏輯圖由邏輯式畫出邏輯圖&ABC1Y 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.5.1 二進(jìn)制二進(jìn)制 數(shù)制是計(jì)數(shù)進(jìn)位制的簡(jiǎn)稱。在數(shù)字電路中常用的數(shù)制數(shù)制是計(jì)數(shù)進(jìn)位制的簡(jiǎn)稱。在數(shù)字電路中常用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制。(1) 十進(jìn)制十進(jìn)制 各個(gè)數(shù)碼處于十進(jìn)制數(shù)的不同數(shù)位時(shí)各個(gè)數(shù)碼處于十進(jìn)制數(shù)的不同數(shù)位時(shí), 所代表的數(shù)值不同所代表的數(shù)值不同, 即即不同數(shù)位有不同數(shù)位的不同數(shù)位有不同數(shù)位的“位權(quán)位權(quán)”值。整數(shù)部分從低位至高位每位值。整數(shù)部分從低位至高位每位的權(quán)依次為：的權(quán)依次為： 1

31、00、101 、102, ；小數(shù)部分從高位至低位每位的；小數(shù)部分從高位至低位每位的權(quán)依次為：權(quán)依次為： 10-1 、 10-2 、 10-3。十進(jìn)制的基數(shù)。十進(jìn)制的基數(shù)(底數(shù)底數(shù))是是 10 。 如：如：(123.45) 10=1 102+3 101+3 100+4 10-1+5 10-2 13.5加法器加法器 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(2) 二進(jìn)制二進(jìn)制 二進(jìn)制有二進(jìn)制有 0 和和 1 兩個(gè)數(shù)碼，基數(shù)是兩個(gè)數(shù)碼，基數(shù)是2，計(jì)數(shù)規(guī)則，計(jì)數(shù)規(guī)則 “逢二逢二進(jìn)一進(jìn)一” 。 二進(jìn)制數(shù)可轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，例如二進(jìn)制數(shù)可轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，例如 (1

32、10101.01)2 = 1 25+1 24+0 23+1 22+0 21+1 20+ 0 2-1 +1 2-2= (53.25)10十進(jìn)制數(shù)也可轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，例如將十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)也可轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，例如將十進(jìn)制數(shù) 27.35 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制分整數(shù)和凈小數(shù)兩部分進(jìn)行。十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制分整數(shù)和凈小數(shù)兩部分進(jìn)行。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采取除整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采取除2取余法，直到商為零為止。取余法，直到商為零為止。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 余數(shù)余數(shù) 1 (d0) 余數(shù)余數(shù) 1 (d1) 余數(shù)余數(shù) 0 (d2

33、) 余數(shù)余數(shù) 1 (d3) 余數(shù)余數(shù) 1 (d4)2 272 132 62 32 10 凈小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采凈小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采取乘取乘 2取整法，直到滿取整法，直到滿足規(guī)定的位數(shù)為止。足規(guī)定的位數(shù)為止。 0.35 2 = 0.7 整數(shù)整數(shù)0 (d-1) 0.7 2 = 1.4 整數(shù)整數(shù)1 (d-2) 0.4 2 = 0.8 整數(shù)整數(shù)0 (d-3) 0.8 2 = 1.6 整數(shù)整數(shù)1 (d-2) 0.6 2 = 1.2 整數(shù)整數(shù)1 (d-5) 0.2 2 = 0.4 整數(shù)整數(shù)0 (d-6) (27.35)10 =(d4d3 d2d1d0.d-1d-2d-3d-4d-5d-6 ) = (11011.

34、010110)2 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.5.2半加器半加器只求本位和，不考慮低位的進(jìn)位。只求本位和，不考慮低位的進(jìn)位。實(shí)現(xiàn)半加操作的電路稱為半加器。實(shí)現(xiàn)半加操作的電路稱為半加器。 COSCABC = AB半加器邏輯圖半加器邏輯圖半加器邏輯符號(hào)半加器邏輯符號(hào)A、B 為兩個(gè)加數(shù)為兩個(gè)加數(shù)C 為向高位的進(jìn)位為向高位的進(jìn)位S 為半加和為半加和狀態(tài)表狀態(tài)表ABCS0 00 00 00 00 01 10 01 11 10 00 01 1 1 11 11 10 0 BABABAS = 1&ABSC 高高 等等 教教 育育 出出 版版

35、 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.5.3全加器全加器被加數(shù)、加數(shù)以及低位的進(jìn)位三者相加稱為被加數(shù)、加數(shù)以及低位的進(jìn)位三者相加稱為“全加全加”，實(shí)現(xiàn)全加操作的電路稱為全加器。實(shí)現(xiàn)全加操作的電路稱為全加器。Ci-1：來(lái)自低位的進(jìn)位：來(lái)自低位的進(jìn)位Ci：向高位的進(jìn)位：向高位的進(jìn)位 COCiAiBiCISiCi-1半半加加器器半半加加器器AiBiCi-1CiSiSAiBi SCi-11AiBiCi-1Si0 00 00 00 00 00 00 01 11 10 01 11 11 10 00 00 01 11 11 11 10 01 10 00 01 10 01 11 11 10

36、01 11 1狀態(tài)表狀態(tài)表Ci0 01 11 11 11 10 00 00 0全加器全加器邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 例例 1 用兩個(gè)全加器組成一個(gè)邏輯電路以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用兩個(gè)全加器組成一個(gè)邏輯電路以實(shí)現(xiàn)兩個(gè) 2 位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算。位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算。 COA0B0CIS0 COC1A1B1CIS11 10 00 01 11 11 10 01 1 設(shè)二進(jìn)制數(shù)為設(shè)二進(jìn)制數(shù)為A1 A0 + B1 B0 = 1010 + 1111 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.6

37、編碼器編碼器編碼：用數(shù)字或符號(hào)來(lái)表示某一對(duì)象或信號(hào)的過(guò)程編碼：用數(shù)字或符號(hào)來(lái)表示某一對(duì)象或信號(hào)的過(guò)程稱為編碼。稱為編碼。在數(shù)字電路中，一般用的是二進(jìn)制編碼，在數(shù)字電路中，一般用的是二進(jìn)制編碼，n 位二進(jìn)位二進(jìn)制代碼可以表示制代碼可以表示 2n 個(gè)信號(hào)。個(gè)信號(hào)。13.6.1二二 - - 十進(jìn)制編碼器十進(jìn)制編碼器將十進(jìn)制的十個(gè)數(shù)將十進(jìn)制的十個(gè)數(shù) 0、1、2 9 編成二進(jìn)制代碼的電路編成二進(jìn)制代碼的電路稱二稱二 - - 十進(jìn)制編碼器，這種二十進(jìn)制編碼器，這種二 - - 十進(jìn)制代碼稱十進(jìn)制代碼稱 BCD 碼。碼。(1) 二進(jìn)制代碼的位數(shù)二進(jìn)制代碼的位數(shù)十個(gè)數(shù)碼，取十個(gè)數(shù)碼，取 n 等于等于 4。通常稱

38、為通常稱為 10 - - 4 線編碼器。線編碼器。 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(2) 列編碼表列編碼表4 位二進(jìn)制代碼共有十六種狀態(tài)，取任何十種狀態(tài)都位二進(jìn)制代碼共有十六種狀態(tài)，取任何十種狀態(tài)都可以表示可以表示 0 9 十個(gè)數(shù)。十個(gè)數(shù)。8421 編碼是在編碼是在 4 位二位二進(jìn)制代碼的十六種狀態(tài)中進(jìn)制代碼的十六種狀態(tài)中，取出前十種狀態(tài)，表示，取出前十種狀態(tài)，表示 0 9 十個(gè)數(shù)，后六個(gè)狀態(tài)十個(gè)數(shù)，后六個(gè)狀態(tài)去掉。去掉。8421 編碼表編碼表0000 0 00 00 01 1 0 00 01 10 0 0 00 01 11 1 0 01

39、10 00 0 0 01 10 01 1 0 01 11 10 0 0 01 11 11 1 1 10 00 00 0 1 10 00 01 1 輸入輸入十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)輸出輸出Y3Y2Y1Y00 (I0)1 (I1)2 (I2)3 (I3)4 (I4)5 (I5)6 (I6)7 (I7)8 (I8)9 (I9) 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社8421 編碼表編碼表0 00 00 00 0 0 00 00 01 1 0 00 01 10 0 0 00 01 11 1 0 01 10 00 0 0 01 10 01 1 0 01 11 10

40、0 0 01 11 11 1 1 10 00 00 0 1 10 00 01 1 輸入輸入十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)輸出輸出Y3Y2Y1Y00 (I0)1 (I1)2 (I2)3 (I3)4 (I4)5 (I5)6 (I6)7 (I7)8 (I8)9 (I9)(3) 由編碼表寫出邏輯式由編碼表寫出邏輯式98983IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社編碼器編碼器(4) 由邏輯式畫出邏輯圖由邏輯式畫出邏輯圖& +5V1k

41、10Y30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 01 11 11 1Y2Y1Y0S0S1S2S3S4S5S6S7S8S90I1I2I3I4I5I6I7I8I9I 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社*13.6.2優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器根據(jù)請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別，按次序進(jìn)行編碼。如根據(jù)請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別，按次序進(jìn)行編碼。如CT74LS147 型型 10 4 線優(yōu)先編碼器。線優(yōu)先編碼器。74LS147 型優(yōu)先編碼器的編碼表型優(yōu)先編碼器的編碼表輸入輸入輸出輸出123456789IIIIIIIII0123YYYY 1 11 11 11 11 11 11 1

42、1 11 1 1 11 11 11 10 0 0 01 11 10 01 10 0 0 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0 1 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0 1 11 11 10 0 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社13.7譯碼器和數(shù)字顯示譯碼器和數(shù)字顯示譯碼是編碼的反過(guò)程，將二進(jìn)制代碼按編碼時(shí)的原意譯碼是編碼的反過(guò)程，將二進(jìn)制代碼按編碼時(shí)的原意翻譯成對(duì)應(yīng)的信號(hào)或十進(jìn)制數(shù)碼翻譯成對(duì)應(yīng)的信號(hào)或十進(jìn)制數(shù)碼( (輸出輸出) )。13.7.1二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器例如：

43、例如：2 線線 4 線譯碼器、線譯碼器、 3 線線 8 線譯碼器、線譯碼器、4 線線 16 線譯碼器等。線譯碼器等。 現(xiàn)以現(xiàn)以 3 線線 8 線譯碼器線譯碼器 74LS138 為例說(shuō)明為例說(shuō)明其輸入其輸入 3 位二進(jìn)制代碼：位二進(jìn)制代碼：ABC，輸出，輸出 8 個(gè)信號(hào)低電個(gè)信號(hào)低電平有效：平有效：。70YY 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社現(xiàn)以現(xiàn)以 3 - 8 線譯碼器線譯碼器 74LS138 為例說(shuō)明為例說(shuō)明其余輸出為其余輸出為 1，00 YABC = 000 時(shí)，時(shí)，(1) 譯碼器的狀態(tài)表譯碼器的狀態(tài)表輸入輸入輸出輸出ABC0 00 00

44、 00 00 01 10 01 10 00 01 11 11 10 00 01 11 10 01 10 01 11 11 11 1876543210YYYYYYYYY0 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 0(2) 譯碼器邏輯式譯碼器邏輯式CBAY 2CBA

45、Y 0BCAY 3CBAY 1 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社當(dāng)當(dāng) S1= 1 1、S2= S3 = 0 0 時(shí)，才正常譯碼。時(shí)，才正常譯碼。(3) 譯碼器邏輯圖譯碼器邏輯圖&11C AAB 11B C ABC0Y1Y7Y 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社(3) 譯碼器邏輯圖譯碼器邏輯圖為三個(gè)使能輸入端，只有當(dāng)它們分別為為三個(gè)使能輸入端，只有當(dāng)它們分別為0 0、0 0、1 1，譯碼器才正常譯碼；否則不論譯碼器才正常譯碼；否則不論 ABC 為何值，為何值，都輸出高電平。都輸出高電平。70 YY123SSS 高高 等等 教教 育育 出出 版版 社社高等教