第8章第4節(jié)常用組合邏輯電路1、加法器2、編碼器普通編碼器、優(yōu)先編碼器3、譯碼器用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)4、數(shù)碼顯示管5、數(shù)據(jù)選擇器

用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)1、加法器舉例：A=1101,B=1001,計(jì)算A+B11011001+011010011加法運(yùn)算的基本規(guī)則：（1）逢二進(jìn)一。（2）最低位是兩個(gè)數(shù)最低位的相加，不需考慮進(jìn)位。（3）其余各位都是三個(gè)數(shù)相加，包括加數(shù)、被加數(shù)和低位上來(lái)的進(jìn)位。（4）任何位相加都產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果：本位和、向高位的進(jìn)位。11011001+011010011（1）半加器：半加運(yùn)算不考慮從低位來(lái)的進(jìn)位A---加數(shù);B---被加數(shù);S---本位和;Co---進(jìn)位。真值表加法器邏輯圖邏輯符號(hào)A---加數(shù);B---被加數(shù);S---本位和;Co---進(jìn)位。（2）全加器：A---加數(shù)；B---被加數(shù)；Ci---低位來(lái)的進(jìn)位；S---本位和；Co---進(jìn)位。相加過(guò)程中，既考慮加數(shù)、被加數(shù)又考慮低位的進(jìn)位。A---加數(shù)；B---被加數(shù)；Ci---低位來(lái)的進(jìn)位；S---本位和；Co---進(jìn)位。CI（1）串行進(jìn)位加法器如圖：用全加器實(shí)現(xiàn)4位二進(jìn)制數(shù)相加。低位全加器進(jìn)位輸出高位全加器進(jìn)位輸入注意：CI0=0進(jìn)位多位加法器結(jié)果：Co進(jìn)位S3S2S1S0編碼：用二進(jìn)制代碼來(lái)表示某一信息（文字、數(shù)字、符號(hào)）的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路稱為編碼器。編碼將具有特定含義的信息編成相應(yīng)二進(jìn)制代碼的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)編碼功能的電路編碼器(即Coder)

被編信號(hào)二進(jìn)制代碼編碼器編碼器二進(jìn)制編碼器

二-十進(jìn)制編碼器

優(yōu)先編碼器

普通編碼器2、編碼器為什么要進(jìn)行編碼？為了節(jié)約計(jì)算機(jī)的資源。編碼器的輸入、輸出之間應(yīng)滿足如下關(guān)系：需要編碼的信息量二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)普通編碼器3位二進(jìn)制（8線－3線）編碼器真值表任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信號(hào)，否則輸出將發(fā)生混亂。一、二進(jìn)制編碼器輸入端：2n輸出端：n高電平有效1111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0輸出輸入I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2畫(huà)電路圖利用添加約束項(xiàng)來(lái)化簡(jiǎn)可得普通的編碼器存在的問(wèn)題：每一時(shí)刻只能有一個(gè)輸入信息，當(dāng)輸入信息中出現(xiàn)不該出現(xiàn)的組合時(shí)（同時(shí)輸入多個(gè)1），輸出混亂。1111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0輸出輸入為何要使用優(yōu)先編碼器？四、優(yōu)先編碼器1111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0輸出輸入允許同時(shí)輸入數(shù)個(gè)編碼信號(hào)，并只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的信號(hào)進(jìn)行編碼輸出的電路。普通編碼器在任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入端請(qǐng)求編碼，否則輸出發(fā)生混亂。

在優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上編碼信號(hào)。編碼時(shí)只對(duì)優(yōu)先權(quán)最高的進(jìn)行編碼。8線－3線優(yōu)先編碼器74LS148邏輯圖選通輸入端選通輸出端擴(kuò)展端優(yōu)先編碼器

(即

PriorityEncoder)

輸入：邏輯0(低電平）有效輸出：邏輯0(低電平）有效低電平表示“電路工作，但無(wú)編碼輸入”低電平表示“電路工作，且有編碼輸入”得到表達(dá)式為：8線－3線優(yōu)先編碼器74LS148的邏輯圖輸入和輸出均以低電平作為有效信號(hào)P153例8-10、8-11一、二三三三三三1.確定輸入變量及輸出變量的個(gè)數(shù)確定輸入變量4個(gè)確定輸出變量4個(gè)輸入：邏輯0(低電平）有效輸出：邏輯0(低電平）有效2.畫(huà)真值表3.由真值表寫(xiě)出邏輯函數(shù)式4.連接電路3、譯碼器譯碼：將二進(jìn)制代碼翻譯成對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的過(guò)程.譯碼是編碼的逆過(guò)程.

實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。一、譯碼的概念與類型

譯碼是編碼的逆過(guò)程。

將表示特定意義信息的二進(jìn)制代碼翻譯出來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路

譯碼器(即Decoder)

二進(jìn)制代碼

與輸入代碼對(duì)應(yīng)的特定信息

譯碼器譯碼器二進(jìn)制譯碼器二-十進(jìn)制譯碼器

數(shù)碼顯示譯碼器通用譯碼器一、二進(jìn)制譯碼器輸入端：n輸出端：2n

二進(jìn)制譯碼器的輸入端為n個(gè)，則輸出端為2n個(gè)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，2n個(gè)輸出中只有一個(gè)為1（或?yàn)?），其余全為0（或?yàn)?）。3位二進(jìn)制譯碼器(3線-8線譯碼器)輸入：3位二進(jìn)制代碼輸出：8個(gè)互斥的信號(hào)（高電平有效）74LS138集成譯碼器S=1,譯碼器正常工作100片選輸入端（使能端）地址輸入端3線－8線譯碼器74HC138功能表當(dāng)S1=1,=0,=0（即S=1）時(shí)，可得輸出例4.3.3：試用3線－8線譯碼器74LS138設(shè)計(jì)一個(gè)多輸出的組合邏輯電路。輸出邏輯函數(shù)式為解：化為最小項(xiàng)之和的形式：當(dāng)S1=1,S2′=S3′=0時(shí),令A(yù)2=A,A1=B,A0=C,則畫(huà)電路圖思考P1598-21習(xí)題答案：P1598-21Y=A’B’C+A’BC’+AB’C’+ABC4、顯示譯碼器

用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種顯示器件，從而將用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字、文字、符號(hào)翻譯成人們習(xí)慣的形式直觀地顯示出來(lái)的電路，稱為顯示譯碼器。數(shù)字、文字、符號(hào)代碼譯碼器顯示器YA0A1A2數(shù)碼顯示譯碼器譯碼器YYYYYY驅(qū)動(dòng)器YYYYYYYA3a數(shù)碼顯示器bcdefgbcdefgabcdefga數(shù)碼顯示譯碼器

將輸入的BCD碼譯成相應(yīng)輸出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)顯示器顯示出相應(yīng)數(shù)字的電路。(一)

數(shù)碼顯示譯碼器的結(jié)構(gòu)和功能示意0101a數(shù)碼顯示器bcdefgYA0A1A2數(shù)碼顯示譯碼器譯碼器YYYYYY驅(qū)動(dòng)器YYYYYYYA3bcdefgabcdefga輸入BCD碼輸出驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)數(shù)字0001(二)數(shù)碼顯示器簡(jiǎn)介1.七段半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器(LED)abcdefgDPagfCOMbcedCOMDPabcdefgDP發(fā)光字段，由管腳a~g電平控制是否發(fā)光。小數(shù)點(diǎn)，需要時(shí)才點(diǎn)亮。顯示結(jié)構(gòu)字型即液態(tài)晶體2.液晶顯示器(LCD)abcdefgDPagfCOMbcedCOMDP顯示結(jié)構(gòu)字型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)及符號(hào)

（a）未加電場(chǎng)時(shí)（b）加電場(chǎng)以后（c）符號(hào)液晶顯示器(LCD)液晶顯示原理：無(wú)外加電場(chǎng)作用時(shí)，液晶分子排列整齊，入射的光線絕大部分被反射回來(lái)，液晶呈透明狀態(tài)，不顯示數(shù)字；當(dāng)在相應(yīng)字段的電極上加電壓時(shí)，液晶中的導(dǎo)電離子作定向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷撞擊液晶分子，破壞了液晶分子的整齊排列，液晶對(duì)入射光產(chǎn)生散射而變成了暗灰色，于是顯示出相應(yīng)的數(shù)字。當(dāng)外加電壓斷開(kāi)后，液晶分子又將恢復(fù)到整齊排列狀態(tài)，字形隨之消失。BCD－七段顯示譯碼器A3-A0:輸入數(shù)據(jù)要設(shè)計(jì)的七段顯示譯碼器YaYbYcYdYeYfYg譯碼器A3A2A1A0bcdefga十進(jìn)制數(shù)

A3A2A1A0

YaYbYcYdYeYfYg

顯示字形

0

0000

11111

100

1

0001

01100001

2

001011011012

3

001111110013

4

010001100114

5

010110110115

6011000111116

7

011111100007

8

100011111118

9

100111100119

abcdefg先設(shè)計(jì)輸出Ya的邏輯表示式及電路圖BCD－七段顯示譯碼器7448的邏輯圖定義：根據(jù)需要將多路信號(hào)中選擇一路送到公共數(shù)據(jù)線上的邏輯電路(又稱多路開(kāi)關(guān)).n位通道選擇信號(hào)數(shù)據(jù)選擇器D0D1D2D2n-1Y輸入端：2n個(gè)輸出端：1個(gè)5、數(shù)據(jù)選擇器1、2選1數(shù)據(jù)選擇器

AF0D01D1集成化D0D1FA1&&D0D1A1F輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)控制信號(hào)真值表地址變量輸入數(shù)據(jù)由地址碼決定從４路輸入中選擇哪１路輸出。2、4選1數(shù)據(jù)選擇器A1

A0Y

00

D0

01

D110

D2

11

D3

D0A0D3D2D1A1Y即：雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153雙4選1數(shù)據(jù)選擇器介紹地址端共用；數(shù)據(jù)輸入和輸出端各自獨(dú)立；片選信號(hào)獨(dú)立。型號(hào):74LS153