電路與電子技術(shù)簡明教程 課件 第10章 組合邏輯電路VIP

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[組合邏輯電路分析方法

]如：加法器、編碼器、譯碼器等組合邏輯電分析方法組合邏輯電路電路任一時刻的輸出狀態(tài)只決定于該時刻各輸入的狀態(tài)，電路沒有記憶功能。如：寄存器、計數(shù)器等時序邏輯電路輸出狀態(tài)不但與當前時刻的輸入有關(guān)，還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)，電路具有記憶功能。

組成特點

結(jié)構(gòu)特點（1）單純由各類邏輯門電路組成，邏輯電路中不含存儲元件。

（2）邏輯電路輸出到前級的輸入之間無反饋通路。

組合邏輯電路分析方法組合邏輯電路分析方法根據(jù)真值表分析、確定組合電路的邏輯功能。第四步根據(jù)表達式列出輸入輸出的真值表。第三步利用公式法或卡諾圖法化簡。第二步由給定的邏輯圖由輸入向輸出逐級寫出邏輯函數(shù)表達式。第一步組合邏輯電路分析就是根據(jù)已知的邏輯圖找出輸入輸出之間的邏輯關(guān)系，從而確定電路的邏輯功能，這也是分析組合電路的目的所在，而且，通過對電路的分析可以評價電路設(shè)計是否合理，方案是否最佳。010203【例7-1】分析圖所示電路圖的邏輯功能組合邏輯電路分析方法F1根據(jù)給定的邏輯圖從輸入端逐級寫出邏輯表達式。組合邏輯電路分析方法F寫出1根據(jù)給定的邏輯圖從輸入端逐級寫出邏輯表達式。組合邏輯電路分析方法F式一寫出1根據(jù)給定的邏輯圖從輸入端逐級寫出邏輯表達式。組合邏輯電路分析方法F整理式一式二022化簡邏輯函數(shù)化簡組合邏輯電路分析方法式二式三3列出真值表。列出組合邏輯電路分析方法034分析邏輯函數(shù)功能由真值表可得：當A、B取值相同時，輸出F的值為“0”；當A、B取值不同時，輸出F的值為“1”，因此，此邏輯函數(shù)實現(xiàn)的是“異或”功能。組合邏輯電路分析方法找到輸入和輸出間的邏輯關(guān)系簡單或比較熟悉的邏輯函數(shù)，我們可以直接從表達式知道函數(shù)功能于比較復雜或我們不熟悉的邏輯函數(shù)，往往要根據(jù)真值表分析其功能分析邏輯函數(shù)的功能關(guān)鍵在于組合邏輯電路分析方法《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[組合邏輯電路設(shè)計方法

]組合邏輯電路的設(shè)計方法對給定的實際問題進行邏輯抽象，確定輸入輸出變量，并分別進行狀態(tài)賦值。根據(jù)真值表列出邏輯表達式。

對表達式進行化簡得到最簡表達式。

根據(jù)表達式畫出邏輯圖。根據(jù)題意列出真值表。

組合電路設(shè)計是分析的逆過程，根據(jù)給定的邏輯功能設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能的最簡或最佳邏輯電路。組合電路的設(shè)計步驟包含以下幾步：請在此處添加章節(jié)標題010203【例3-2】設(shè)計一個三人表決電路，每人一個按鍵，如果同意則按下，不同意則不按。有兩人或兩人以上同意則表明事件通過，且三個人中有一人擁有一票否決權(quán)。結(jié)果用指示燈表示，指示燈亮表明所需表決事件通過，不亮表明表決事件沒有獲得通過。請在此處添加章節(jié)標題02031首先進行邏輯抽象。【例3-2】設(shè)計一個三人表決電路，每人一個按鍵，如果同意則按下，不同意則不按。有兩人或兩人以上同意則表明事件通過，且三個人中有一人擁有一票否決權(quán)。結(jié)果用指示燈表示，指示燈亮表明所需表決事件通過，不亮表明表決事件沒有獲得通過。有三個按鍵說明有三個輸入變量，設(shè)為A、B、C，設(shè)B有否決權(quán)。且按鍵按下時為“1”，不按時為“0”。輸出變量為F，事件表決獲得通過燈亮，此狀態(tài)設(shè)為“1”，反之設(shè)為“0”抽象請在此處添加章節(jié)標題02032根據(jù)題意列出真值表。有三個按鍵說明有三個輸入變量，設(shè)為A、B、C，設(shè)B有否決權(quán)。且按鍵按下時為“1”，不按時為“0”。輸出變量為F，事件表決獲得通過燈亮，此狀態(tài)設(shè)為“1”，反之設(shè)為“0”得出請在此處添加章節(jié)標題02033根據(jù)真值表寫出邏輯表達式并進行化簡。得出化簡式一式二請在此處添加章節(jié)標題02034畫邏輯圖，根據(jù)表達式畫出邏輯電路圖用與門和或門實現(xiàn)的邏輯圖式二請在此處添加章節(jié)標題02035如果要求全部用與非門實現(xiàn)此邏輯電路，則還需把所得的與-或表達式轉(zhuǎn)換“與非-與非”的形式用與門和或門實現(xiàn)的邏輯圖轉(zhuǎn)化《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[編碼器]編碼器基礎(chǔ)知識編碼器用文字、符號或者數(shù)碼表示特定對象的過程都可叫做編碼。例如：開運動會給運動員編號、電信局為用戶排電話號等都是編碼。

用一組二進制代碼表示某種信息的過程稱為編碼，完成編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。編碼器分類：按照輸出代碼分類：分為二進制編碼器、十進制編碼器；按照工作方式分類：分為普通編碼器和優(yōu)先編碼器。編碼器基礎(chǔ)知識編碼器

編碼器電路框圖：通常編碼器有m個輸入端（I0-Im-1），需要編碼的信號從此處輸入；有n個輸出端(Y0-Yn-1)，編碼后的二進制信號從此處輸出。

m與n之間滿足m≤2n的關(guān)系。例：編4個信息，需要2個輸出端即可；編8個信息，需要3個輸出端。（3個輸出端可表示8個信息。）編碼器基礎(chǔ)知識普通編碼器邏輯電路如圖列出表達式分析（8-3線）三位二進制編碼器編碼器基礎(chǔ)知識普通編碼器分析邏輯功能：是普通三位二進制編碼器小結(jié):

普通編碼器的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單。缺點是：某一時刻只允許一個輸入端有輸入信號。否則輸出的編碼有可能出錯。

為了克服普通編碼器的缺點，而設(shè)計了優(yōu)先編碼器。編碼器基礎(chǔ)知識優(yōu)先編碼器普通編碼器，輸入信號都是互相排斥的。在優(yōu)先編碼器中則不同，允許幾個信號同時輸入。

但是電路只對其中優(yōu)先級別最高的進行編碼，而不會對級別低的信號進行編碼，該電路稱為優(yōu)先編碼器。

常用的優(yōu)先編碼器有8線－3線優(yōu)先編碼器74LS148，10線－4線8421BCD優(yōu)先編碼器74LS147等。編碼器基礎(chǔ)知識優(yōu)先編碼器74LS148是8-3線優(yōu)先編碼器，常用于優(yōu)先中斷系統(tǒng)和鍵盤編碼。EI為使能輸入端，低電平有效，即只有當EI=0時，編碼器才工作。編碼器基礎(chǔ)知識優(yōu)先編碼器由功能表可看出（1）低電平有效（2）7優(yōu)先權(quán)最高，0優(yōu)先權(quán)最低。《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[譯碼器]譯碼器基礎(chǔ)知識譯碼器

◆譯碼是編碼的逆過程。譯碼是將表示特定意義的代碼翻譯出來。實現(xiàn)譯碼功能的電路稱為譯碼器?！糇g碼器分類：唯一地址譯碼器、代碼轉(zhuǎn)換器、數(shù)顯譯碼驅(qū)動器。

◆唯一地址譯碼器分類：二進制譯碼器、二－十進制譯碼器等。編碼器基礎(chǔ)知識唯一地址編碼器唯一地址譯碼器：將一系列代碼轉(zhuǎn)換為與之一一對應的有效信號。二進制譯碼器:把二進制代碼的各種狀態(tài)，按照其原意翻譯成對應輸出信號的電路。二進制譯碼器有n個輸入端，m(m=2n)個輸出端，對應每一種輸入組合，只有一個輸出端是有效電平，其他輸出端均為無效電平。例：3-8線譯碼器，輸入110，這時只能翻譯出一個信息“6”，即只有一個輸出端是有效的。

編碼器基礎(chǔ)知識唯一地址編碼器例：若輸入是3位二進制代碼，由于n=3，而三位二進制代碼可表示8種不同的狀態(tài)，所以輸出必須是8個譯碼信號，稱為3-8線譯碼器。74LS138是最常用3-8線譯碼器。編碼器基礎(chǔ)知識唯一地址編碼器管腳介紹：

G1、G2A和G2B為使能控制端，G1高電平有效，G2A、G2B低電平有效。即當G1=1，G2A與G2B=0時，譯碼器譯碼。

A、B、C

為輸入端（高電平有效），Y0-Y7輸出低電平有效。3個使能控制端只要有一個無效，芯片禁止譯碼，輸出全“1”。編碼器基礎(chǔ)知識唯一地址編碼器編碼器基礎(chǔ)知識數(shù)顯譯碼驅(qū)動器在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將運算結(jié)果用人們習慣的十進制顯示出來，這就要用到顯示譯碼器。

其工作過程是首先把輸入信號進行二-十進制編碼，然后送到顯示譯碼器，顯示譯碼器根據(jù)規(guī)定把譯碼后的信號送到顯示器件顯示。編碼器基礎(chǔ)知識數(shù)顯譯碼驅(qū)動器

LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分，(a)是共陰式LED數(shù)碼管的原理圖，(b)是其表示符號。使用時，公共陰極接地，7個陽極a~g由相應的BCD七段譯碼器來驅(qū)動(控制)，如(c)所示。編碼器基礎(chǔ)知識數(shù)顯譯碼驅(qū)動器BCD七段譯碼器的輸入是一位BCD碼(以D、C、B、A表示)，輸出是數(shù)碼管各段的驅(qū)動信號(以Fa~Fg表示)，也稱4-7譯碼器。

若用它驅(qū)動共陰LED數(shù)碼管，則輸出應為高有效，即輸出為高(1)時，相應顯示段發(fā)光。

例如，當輸入8421碼DCBA=0100時，應顯示4，即要求同時點亮b、c、f、g段，熄滅a、d、e段，故譯碼器的輸出應為Fa~Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱為段碼?！峨娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)》[數(shù)據(jù)選擇器]譯碼器基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器是根據(jù)地址選擇碼從多路輸入數(shù)據(jù)中選擇一路進行輸出。

常用的數(shù)據(jù)選擇器有4選1、8選1

及

16選1等，對于4選1的集成數(shù)據(jù)選擇器有54/74LS153

系列等，此系列為雙4選1，即一片集成數(shù)據(jù)選擇器能夠完成兩個4選1的功能，8選1的集成器件有54/74LS151

等，16選1數(shù)據(jù)選擇器往往由8選1或4選1進行擴展得到。數(shù)據(jù)選擇器基礎(chǔ)知識8選1數(shù)據(jù)選擇器

如圖為74LS151的引腳圖和方框圖，它有一個低電平有效的選通輸入控制端S，8個數(shù)據(jù)輸入端(D0~D7)，兩個互補的輸出端Y、Y。數(shù)據(jù)選擇器基礎(chǔ)知識8選1數(shù)據(jù)選擇

當選通控制端S為高電平1時電路無效。當選通控制端S為低電平0時，正常工作，能夠從8個數(shù)據(jù)中選擇一個數(shù)據(jù)輸出。

編碼器基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)選擇器拓展

利用集成數(shù)據(jù)選擇器可實現(xiàn)功能擴展，如16選1數(shù)據(jù)選擇器可以由兩個8選174LS151數(shù)據(jù)選擇器進行擴展得到，如圖所示編碼器基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)選擇器拓展

從圖中可見，兩個選通控制端S通過非門連接起來作為地址端的最高位A3，兩片74LS151的三個地址端直接并聯(lián)作為低三位地址輸入端A2、A1、A0。這樣就構(gòu)成了16選1

數(shù)據(jù)選擇器。例如，A3、A2、A1、A0=0101時，則D5位被選中輸出。編碼器基礎(chǔ)知識組合邏輯函數(shù)例

試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+BC首先把函數(shù)變換為最小項形式如式1所示變量A、B、C看作74LS151的地址端，則函數(shù)相當于選擇了7、6、3三項，即選擇出了D7、D6、D3。也就是D7=D6=D3=1，其余項為0，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[邊沿JK觸發(fā)器]觸發(fā)器基礎(chǔ)知識邊沿觸發(fā)器

邊沿型觸發(fā)器是利用電路內(nèi)部的傳輸延遲時間實現(xiàn)邊沿觸發(fā)克服空翻現(xiàn)象的。它采用邊沿觸發(fā)(上升沿或下降沿)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)是根據(jù)CP脈沖觸發(fā)沿到來時刻輸入信號的狀態(tài)來決定的。

邊沿觸發(fā)器最大的特點就是僅在電平變化的邊沿那一瞬間外界翻轉(zhuǎn)激勵才有效，因此穩(wěn)定性好，激勵電平只需要保證在邊沿一小段時間內(nèi)穩(wěn)定即可，受外界干擾的較小。本節(jié)重點介紹邊沿JK觸發(fā)器。上升沿下降沿觸發(fā)器基礎(chǔ)知識邏輯符號集成邊沿JK觸發(fā)器邊沿JK觸發(fā)器的特點（1）邊沿觸發(fā)，無一次變化問題。（2）功能齊全，使用方便靈活。（3）抗干擾能力強，工作速度很高

（1）74LS112為CLK下降沿觸發(fā)。

（2）CC4027為CLK上升沿觸發(fā)，且其異步輸入端RD和SD為高電平有效。JK觸發(fā)器觸發(fā)器基礎(chǔ)知識時序圖邏輯狀態(tài)表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖邏輯功能

將JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成真值表填入卡諾圖化簡，可得到其特性方程：觸發(fā)器基礎(chǔ)知識例題

在邊沿JK觸發(fā)器中，給定CP和J、K的波形，如圖4-8所示，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1，下降沿觸發(fā)，畫出輸出端波形。觸發(fā)器基礎(chǔ)知識例題解：

本題所給的輸入波形在CP＝1期間都沒有發(fā)生變化，所以找出CP脈沖的下降沿，根據(jù)CP脈沖的下降沿到來之前輸入信號的情況，畫出輸出波形如圖所示。觸發(fā)器基礎(chǔ)知識集成JK觸發(fā)器

74LS112為集成雙下降沿JK觸發(fā)器(它帶有直接置位端

和直接清零端

，均為低電平有效)，其引腳排列圖如圖（a）所示。時序圖如圖（b）所示(設(shè)各觸發(fā)器的初態(tài)均為0態(tài))。圖（a）圖（b）觸發(fā)器基礎(chǔ)知識74LS112功能表《電子技術(shù)基礎(chǔ)》感謝觀看《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[加法器]譯碼器基礎(chǔ)知識加法器加法器用來完成兩個