數(shù)字電子技術(shù)第三章 組合邏輯電路.ppt_第1頁
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文檔簡介

1、第三章,組合邏輯電路,總結(jié)如下:1 .組合邏輯電路的特性,=F0(I0,I1,In-1),=F1(I0,I1,In-1),1。邏輯功能特性,電路在任何時候的輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)時的輸入狀態(tài)。2。電路結(jié)構(gòu)特征:(1)在輸出和輸入之間沒有反饋延遲電路,(2)它不包含存儲元件(觸發(fā)器),而僅由門電路、2組成。組合電路邏輯函數(shù)的表示方法,真值表,卡諾圖,邏輯表達(dá)式,時間圖(波形圖),3。根據(jù)不同的邏輯功能對組合電路進(jìn)行分類:加法器的比較。根據(jù)不同的開關(guān)元件:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管,根據(jù)不同的集成水平:大規(guī)模集成電路,大規(guī)模集成電路,3.1組合電路的分析方法和設(shè)計方法,3。1.1組合電路的基本分析方法

2、,1。分析方法、邏輯圖、邏輯表達(dá)式、簡化、真值表、解釋函數(shù)、分析目的、確定輸入變量。獲取輸出函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和或表達(dá)式,以便用MSI和LSI實現(xiàn);得到了其功能的邏輯描述,可用于包括電路在內(nèi)的系統(tǒng)分析。例:分析圖中所示電路的邏輯功能、表達(dá)式、真值表和功能,判斷輸入信號極性相同的電路是否符合該電路。例3。1.1分析圖中所示電路的邏輯功能,輸入信號A、B、C和D是一組二進(jìn)制碼。(1)逐步寫出輸出函數(shù)的邏輯表達(dá)式,W,X,例3。1.1分析圖中所示電路的邏輯功能,輸入信號A、B、C和D是一組二進(jìn)制碼。W,X,解決方案,(2)簡化,示例3。1.1分析圖中所示電路的邏輯功能,輸入信號a、b、c和d是一組二進(jìn)制代碼

3、。(3)列真值表,a b c d,a b c d,y,y,0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1011。1 110,1 111,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,(4)功能描述:當(dāng)輸入的四位數(shù)代碼中的1為奇數(shù)時,輸出1;當(dāng)為偶數(shù)時,輸出0。解決方案,3.1.2組合電路的基本設(shè)計方法,1。設(shè)計方法、邏輯抽象、列出真值表、編寫表達(dá)式簡化或轉(zhuǎn)換、繪制邏輯圖、邏輯抽象:根據(jù)因果關(guān)系確定輸入和輸出變量、狀態(tài)分配用0和1表示信號的不同狀態(tài)、根據(jù)功能要求列出真值表、根據(jù)元件(分立元件或集成芯片)列出真值表、簡化或轉(zhuǎn)換:設(shè)置變量:2。設(shè)計示

4、例,示例3。1.2設(shè)計三人投票電路。每個人都有一把鑰匙,如果你同意,就按它,如果你不同意,就不要按它。結(jié)果由指示燈指示,當(dāng)大多數(shù)人同意時,指示燈亮,否則不亮。用與非門實現(xiàn)。解決方案,輸入A,B,C,輸出Y,狀態(tài)分配:A,B,C=0表示該鍵未被按下,Y=0表示不同意,(1)邏輯抽象,A,B,C=1表示該鍵被按下,Y=1表示大多數(shù)人同意,解決方案,列真極簡和非負(fù),000,001,010,011,100,101,110,111,0,0,1,0,1,1,1,2,設(shè)計1.設(shè)計三人投票電路每個人都有一個按鍵,如果你同意,就按下它,如果你不同意,就不要按下它。結(jié)果由指示燈指示,當(dāng)大多數(shù)人同意時,指示燈亮,否

5、則不亮。用與非門實現(xiàn)。2。設(shè)計示例和解決方案。(3)畫邏輯圖,用與門和或門實現(xiàn),A,B,Y,每個人都有一個鍵,如果你同意,就按它,如果你不同意,就不要按它。結(jié)果由指示燈指示,當(dāng)大多數(shù)人同意時,指示燈亮,否則不亮。的邏輯電平指示器。74LS10、74LS00、5V、B開關(guān)、C開關(guān)、A開關(guān)、Y開關(guān)由與非門實現(xiàn),設(shè)計了一個不棄權(quán)的四人表決器,需要由兩片74LS00實現(xiàn)。設(shè)計邏輯電路監(jiān)控交通燈的工作狀態(tài)。正常情況下,紅、黃、綠燈中只有一個亮,否則將被視為故障狀態(tài),并發(fā)出報警信號,提醒相關(guān)人員進(jìn)行維修。,解決方案(1)邏輯抽象,輸入變量:1-開,0-關(guān),輸出變量:r(紅色)y(黃色)g(綠色),z(有或

6、沒有故障),1-是,0-否,列真值表,r y g,z,1、(2)卡諾圖簡化、R、YG、0、1、00、01、11、10、1、1、1、正常情況下,只有紅、黃、綠中的一個亮起,否則將被視為故障狀態(tài),并發(fā)出報警信號提醒相關(guān)人員進(jìn)行維修。解決方案,(3)繪制邏輯圖,3.2加法器和數(shù)字比較器,3.2.1加法器,1。半加法器和全加器,1。半加法器,兩個1位二進(jìn)制數(shù)的加法不考慮低位進(jìn)位。0 0,0 1,1 0,1 1,0 0,1 0,1 0,0 1,真值表,函數(shù)公式,=Si (and) Ci(進(jìn)位),邏輯圖,前符號,國家符號,半加法器,函數(shù)公式,Ci -1(低進(jìn)位)=Si(和)Ci(高進(jìn)位),1011,-a,

7、1110,-b,-低進(jìn)位,1,0,0,1,1,1,1,真值- S,高進(jìn)位,0,卡諾圖,全加器110 (a)它由與門、或門和非門實現(xiàn),它們曾經(jīng)由符號和國家標(biāo)準(zhǔn)符號、(b)它由與門、或門和非門、3實現(xiàn)。 集成全加器,TTL: 74LS183,CMOS: C661,雙全加器,2,加法器(添加方便連接,低速=4tpd,tpd 1位全加器的平均傳輸延遲時間,2。超前進(jìn)位加法器,相加時,總進(jìn)位信號直接由輸入二進(jìn)制數(shù)產(chǎn)生。特點、優(yōu)點:速度快、缺點:電路復(fù)雜、邏輯結(jié)構(gòu)原理圖、集成芯片、CMOS: CC4008、TTL: 74283 74LS283、3.2.2數(shù)字比較器、1位和1位數(shù)字比較器、0 0 1,1 0

8、 0 0,0 1 0、真值表、函數(shù)表達(dá)式、邏輯圖,由與非門和非門實現(xiàn),李吉、米、2位和4位數(shù)字比較器、a=a3 a2a10、ab、l=13編碼器和解碼器,3。3.1編碼器、編碼:用字符、符號或數(shù)字(用二進(jìn)制碼表示不同的事物)表示特定對象的過程,二進(jìn)制編碼器、二進(jìn)制編碼器和分類:普通編碼器、優(yōu)先編碼器、2nn、104或、一、二進(jìn)制A電路用N位二進(jìn)制碼編碼N=2n個信號,一個3位二進(jìn)制編碼器(8-3行)、一個編碼表和函數(shù)表達(dá)式,y2=i4i5i6i7,y1=i2i3i6i7,y0=i1 i3i5i7,輸入和輸出,I0 I7是一組相互,輸入,輸出,000,001,010,011,100,101,11

9、0,111,Y2Y1Y0,I01I 2 i3 i4 i5 i6 i7,功能,邏輯圖,由或門實現(xiàn),由與非門實現(xiàn),優(yōu)先級編碼:優(yōu)先順序:I7 I0,編碼表,函數(shù)表達(dá)式,2。3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器、輸入和輸出作為原始變量、邏輯圖、輸入和輸出作為反向變量、一個用4位二進(jìn)制編碼0.9十個信號的電路。,1。8421 BCD編碼器,2。8421 BCD優(yōu)先編碼器,3。集成10線-4線優(yōu)先級編碼器,(74147 74LS147),3。幾種常用代碼,1。二進(jìn)制-十進(jìn)制編碼,8421-碼剩余3-碼剩余3-碼右移循環(huán)碼,循環(huán)碼(。二進(jìn)制和二進(jìn)制-十進(jìn)制編碼器。其他、3.3.2解碼器,編碼的反向過程,將二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為

10、原始含義,二進(jìn)制解碼器,輸入N位二進(jìn)制代碼,如2線和4線解碼器。4線和16線解碼器,輸出m個信號m=2n、1。3位二進(jìn)制解碼器(3線和8線),真值表,函數(shù)公式,0 000 0001,0 000 010,0 000 0100,0 000 000,0 001 000,00100000,0100000,100000,3-8線解碼器邏輯圖,輸出低電平有效,工作原理:2。集成3線8線解碼器- 74LS138,引腳排列圖,功能圖,輸入門控控制端子,芯片禁止工作。允許解碼器工作,禁止解碼,0,0,輸出邏輯函數(shù),3。級聯(lián)二進(jìn)制解碼器,兩個3線8線,4線16線,A0,A1,A2,A3,不工作,不工作,不工作,全

11、部1,功能特性:輸出端提供所有最小項,電路特性:與門(原始變量輸出),與非門(反向變量輸出),4。二進(jìn)制解碼器、二進(jìn)制編碼十進(jìn)制解碼器、BCD集成4線和10線解碼器的主要特點是:7442、74LS42、公共陰極、高級驅(qū)動、1111110、011000、1101101、111001、011001、1011011、1 11 0000、1111111111011、公共陰極數(shù)字顯示器需要配備帶解碼器,半導(dǎo)體顯示器(LED),液晶顯示器(LCD),顯示解碼器,數(shù)字顯示器,每個字段都是一個發(fā)光二極管,十進(jìn)制數(shù)A3A2A1A0YAYYCYDYYYYYG顯示的字形是0000111001001001000002

12、001010101010101010101010101010101023011110013 4010 001 10001它需要通過或非門來實現(xiàn)。電路實現(xiàn):以設(shè)計輸出Ya的邏輯表達(dá)式和電路圖為例。公共陽極,0.000001,1.00111,0.00010,0.000110,1.001100,0.100100,0.10000,低電平驅(qū)動,0 0 0 0 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0,公共陽極數(shù)字顯示器需要配備低輸出電平的有效解碼器。數(shù)據(jù)傳輸公式、0,1,1,0,并行傳輸,0,1,0,串行傳輸,并串轉(zhuǎn)換:數(shù)據(jù)選擇器,串并轉(zhuǎn)換:數(shù)據(jù)分配器,3。4數(shù)據(jù)選擇器和分配器、發(fā)送端和接收端不需要數(shù)據(jù)并串或串并轉(zhuǎn)換,3。4.1數(shù)據(jù)選擇器,可從多個數(shù)據(jù)輸入中選擇一條路徑作為輸出的電路,4選1數(shù)據(jù)選擇器,輸入數(shù)據(jù),輸出數(shù)據(jù),選擇控制

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