数字电子技术基础 教学课件 ppt 作者 潘明 潘松 第4章
66页1、第4章,组合电路及其手工分析与设计,4.1 组合逻辑电路分析,4.1.1 组合逻辑电路的定义,( i=1,2,m),4.1.1 组合逻辑电路的定义,4.1.2 组合逻辑电路的手工分析步骤,(1)根据给定的逻辑电路,写出输出逻辑函数表达式; (2)用卡诺图或公式法化简逻辑函数表达式; (3)列出输入输出关系真值表; (4)根据真值表说明电路的逻辑功能。,4.1.3 组合逻辑电路分析,1.单输出组合逻辑电路的分析,【例4-1】已知逻辑电路如图4-2所示,分析该电路逻辑功能。,解:(1)写出各输出的逻辑函数表达式:,(2)化简逻辑电路的输出函数表达式:,(3)列出真值表,表4-1 例4-1 真值表,(4)该电路实现的是同或逻辑功能。,2多输出组合逻辑电路的分析,【例4-2】已知逻辑电路如图4-3所示,分析该电路的逻辑功能。,图4-3 多输出组合逻辑电路图(来自QuartusII),2多输出组合逻辑电路的分析,【例4-2】已知逻辑电路如图4-3所示,分析该电路的逻辑功能。,解: (2)根据化简后的逻辑函数表达式列出真值表,表4-2 例4-2真值表,(3)逻辑功能说明。 该电路是一位二进制数比较
2、器, 当AB时,L21;当AB时,L11;当AB时,L31。,注意:在确定该电路的逻辑功能时,输出函数L1、L2、L3应综合考虑。,4.2 组合逻辑电路手工设计方法,4.2.1 组合逻辑电路的一般设计步骤,(1)对实际逻辑问题进行逻辑抽象,确定输入、 输出变量;分别对输入、输出变量逻辑赋值的具体含义进行定义,然后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。 (2)根据真值表写出相应的逻辑函数表达式。 (3)将逻辑函数表达式化简,并转换成所需要的形式。 (4)根据最简逻辑函数表达式画出逻辑电路图。,4.2.2 组合逻辑电路的设计示例,【例4-3】 用“与非门”或“或非门”设计一个表决电路。设计一个A、B和C共三人的表决电路。当表决某个提案时,多数人同意,则提案通过;同时A具有否决权。若全票否决,也给出显示。,表4-3 例4-3真值表,解:(1)进行逻辑抽象,建立真值表。设A具有否决权。按按钮表示输入1,不按按钮表示输入0;以X为1时表示提案通过;Y为1时表示提案全票否决。,图4-4 例4-3函数X的卡诺图,(2) 根据真值表求出函数X和Y的最简逻辑表达式。作出函数X的卡诺图。用卡诺图化简后得
3、到函数的最简“与或”表达式为: 实现逻辑表函数的电路图。,(3) 将上述表达式变换成“与非”-“与非”表达式:,(4) 用“与非门”画出实现上述逻辑表达式的逻辑电路图。,(5) 观察表4-3直接获得Y的逻辑表述,4.2.2 组合逻辑电路的设计示例,第一种方案。可以采用多路数据选择器。,图4-6 四选一数据选择器,图4-7 用数据选择器的实现方案,4.2.2 组合逻辑电路的设计示例,第二种方案。就是采用3线-8线译码器。,4.3 编码器,4.3.1 编码器的基本概念,图4-10 编码器框图,实现编码功能的电路称为编码器(encoder),4.3.2 二进制编码器,图4-11 3位二进制编码器框图,用n位二进制代码对M=2n个信号进行编码的电路叫二进制编码器。,1三位二进制编码器,表4-4 三位二进制编码器的真值表,1三位二进制编码器,表4-5 简化真值表,图4-12 三位二进制编码器的逻辑图,1三位二进制编码器,图4-13 74LS148 的逻辑符号,2优先编码器,表4-6 74LS148真值表,表4-7 二-十进制编码器的真值表,4.3.3 二十进制编码器及其应用,DI8I9 CI4I
4、5I6I7 BI2I3I6I7 AI1I3I5I7I9,图4-14 二十进制编码器逻辑图,表4-8 74LS147真值表,4.3.3 二十进制编码器及其应用,图4-15 74LS147的逻辑符号,图4-16 用二片8-3线优先编码器扩展为16-4线优先编码器,【例4-4】用二片8-3线优先编码器74LS148扩展为16-4线优先编码器,逻辑电路图如图所示。试分析其工作原理。,表4-9 16-4优先编码器真值表,解:,图4-17 译码器结构框图,4.4.1 译码器的概念,4.4 译码器,表4-10 三位二进制译码器真值表,4.4.2 二进制译码器,图4-18 三位二进制译码器逻辑图,4.4.2 二进制译码器,图4-19 74LS138逻辑符号图,表4-11 4线-10线译码器74LS42的真值表,4.4.3 二-十进制译码器,图4-20 74LS42逻辑图,4.4.4 用通用集成译码器实现逻辑函数,【例4-5】试用译码器74LS138和与非门实现逻辑函数:,图4-21 例4-5逻辑电路图,解:,图4-23 七段数码管电路结构,4.4.5 显示控制译码器,1. 七段数码显示器,图4-24十
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