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1、第2章 组合逻辑电路现在学习的是第1页，共138页第章第章第章第章 组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路学习要点：学习要点：组合电路的分析方法和设计方法 利用数据选择器和可编程逻辑器件进行逻辑设计的方法 加法器、编码器、译码器等中规模集成电路的逻辑功能和使用方法现在学习的是第2页，共138页第章第章第章第章 组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路2.12.1 组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法2.2 2.2 加法器加法器加法器加法器2.3 2.3 数值比较器数值比较器数值比较器数值比较器2.4
2、2.4 编码器编码器编码器编码器2.5 2.5 译码器译码器译码器译码器2.6 2.6 数据选择器数据选择器数据选择器数据选择器2.7 2.7 数据分配器数据分配器数据分配器数据分配器2.8 2.8 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)2.9 2.9 可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件(PLD)(PLD)退出退出退出退出现在学习的是第3页，共138页.1 组合逻辑电路的分组合逻辑电路的分析与设计方法析与设计方法2.1.1 2.1.1 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法2.1.2 2.1.2 组合
3、逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法2.1.3 2.1.3 组合逻辑电路中的竞争冒险组合逻辑电路中的竞争冒险组合逻辑电路中的竞争冒险组合逻辑电路中的竞争冒险退出退出退出退出现在学习的是第4页，共138页组合电路组合电路：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；：输出仅由输入决定，与电路当前状态无关；电路结构中电路结构中无无反馈环路（无记忆）反馈环路（无记忆）现在学习的是第5页，共138页2.1.1 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法逻辑图逻辑图逻辑表逻辑表达式达式 1 1 最简与或最简与或表达式表达式化简 2 2 从输入到输出逐级写出现在
4、学习的是第6页，共138页最简与或最简与或表达式表达式 3 真值表真值表 3 4 电路的逻电路的逻辑功能辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。4 现在学习的是第7页，共138页逻辑图逻辑图逻辑表达逻辑表达式式例：例：最简与或最简与或表达式表达式现在学习的是第8页，共138页真值表真值表用与非门实现用与非门实现电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻
5、辑功能电路的逻辑功能现在学习的是第9页，共138页真值表真值表电路功电路功能描述能描述2.1.2 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法例例例例：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。1 穷举法 1 现在学习的是第10页，共138页 2 逻辑表达式或逻辑表达式或卡诺图卡诺图最简与或最简与或表达式表达式化简 3 2 已为最简与
6、或表达式 4 逻辑变换逻辑变换 5 逻辑电路图逻辑电路图用与非门实现用异或门实现现在学习的是第11页，共138页真值表真值表电路功电路功能描述能描述例例例例：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。1 穷举法 1 2 2 逻辑表达式逻辑表达式现在学习的是第12页，共138页 3 卡诺图卡诺图最简与或最简与或表达式表达式化简 4 5 逻辑变
7、换逻辑变换 6 逻辑电路逻辑电路图图 3 化简 4 111Y=AB+AC 5 6 现在学习的是第13页，共138页例：某化学实验室有化学试剂例：某化学实验室有化学试剂24种，编为：种，编为：124号，必须遵守下列规定：号，必须遵守下列规定：1）第）第1号不能与第号不能与第15号同时使用；号同时使用；2）第）第2号不能与第号不能与第10号同时使用；号同时使用；3）第）第5、9、12号不能同时使用；号不能同时使用；4）用）用7号时必号时必须同时配用第须同时配用第18号；号；5）用第）用第10、12号时必须同时号时必须同时配用第配用第24号。请设计一个逻辑电路，能在违反上号。请设计一个逻辑电路，能在
8、违反上述任何一个规定时，发出警报指示信号。述任何一个规定时，发出警报指示信号。现在学习的是第14页，共138页例:某民航客机的安全起飞装置在同时满足下列条件时,容许发出滑跑信号:发动机开关接通;飞行员入座,且座位保险带已扣上;乘客入座,且座位保险带已扣上,或座位上无乘客.试写出容许发出滑跑信号的逻辑函数表达式.解;该装置的输入变量有:发动机启动信号S(发动机启动时S=1),飞行员入座信号A(飞行员入座A=1),飞行员座位保险带已扣上信号B(飞行员座位保险带已扣上B=1),乘客座位状态信号Mi(有 乘客时Mi=1,无乘客时Mi=0,i=0,1,2n),乘客座位保险带已扣上信号Ni(座位保险带已扣
9、上时Ni=1，i=1,2n)则该装置的输出变量F为：现在学习的是第15页，共138页2.1.3 组合电路中的竞争冒险组合电路中的竞争冒险1、产生竞争冒险的原因、产生竞争冒险的原因在组合电路中，当输入信号的状态改变时，输出端可能会出现不正常的干扰信号，使电路产生错误的输出，这种现象称为竞争冒险。产生竞争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。干扰信号现在学习的是第16页，共138页2、消除竞争冒险的方法、消除竞争冒险的方法有圈相切，则有竞争冒险有圈相切，则有竞争冒险增加冗余项，增加冗余项，消除竞争冒险消除竞争冒险现在学习的是第17页，共138页本节小结组组合合电电路路的的特特点点：在在任任何何
10、时时刻刻的的输输出出只只取取决决于于当当时时的的输输入入信信号号，而而与与电电路路原原来来所所处处的的状状态态无无关关。实实现现组组合合电路的基础是逻辑代数和门电路。电路的基础是逻辑代数和门电路。组组合合电电路路的的逻逻辑辑功功能能可可用用逻逻辑辑图图、真真值值表表、逻逻辑辑表表达达式式、卡卡诺诺图图和和波波形形图图等等5种种方方法法来来描描述述，它它们们在在本本质质上上是是相通的，可以互相转换。相通的，可以互相转换。组组合合电电路路的的设设计计步步骤骤：逻逻辑辑图图写写出出逻逻辑辑表表达达式式逻逻辑辑表达式化简表达式化简列出真值表列出真值表逻辑功能描述。逻辑功能描述。组组合合电电路路的的设设
11、计计步步骤骤：列列出出真真值值表表写写出出逻逻辑辑表表达达式式或画出卡诺图或画出卡诺图逻辑表达式化简和变换逻辑表达式化简和变换画出逻辑图。画出逻辑图。在在许许多多情情况况下下，如如果果用用中中、大大规规模模集集成成电电路路来来实实现现组组合合函函数数，可以取得事半功倍的效果。可以取得事半功倍的效果。现在学习的是第18页，共138页.2 加法器加法器2.2.1 2.2.1 半加器和全加器半加器和全加器半加器和全加器半加器和全加器2.2.2 2.2.2 加法器加法器加法器加法器2.2.3 2.2.3 加法器的应用加法器的应用加法器的应用加法器的应用退出退出退出退出现在学习的是第19页，共138页1
12、、半加器、半加器2.2.1 半加器和全加器半加器和全加器能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。加数本位的和向高位的进位现在学习的是第20页，共138页1、全加器、全加器能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位，即相当于3个1位二进制数相加，求得和及进位的逻辑电路称为全加器。Ai、Bi：加数，Ci-1：低位来的进位，Si：本位的和，Ci：向高位的进位。现在学习的是第21页，共138页全加器的逻辑图和逻辑符号全加器的逻辑图和逻辑符号现在学习的是第22页，共138页 用与门和或门实现用与门和或门实现现在学习的是第23页，共138页 用与或非门实现用与或非门实现先求Si
13、和Ci。为此，合并值为0的最小项。再取反，得：现在学习的是第24页，共138页现在学习的是第25页，共138页实现多位二进制数相加的电路称为加法器。1、串行进位加法器、串行进位加法器2.2.2 加法器加法器构成构成构成构成：把n位全加器串联起来，低位全加器的进位输出连接到相邻的高位全加器的进位输入。特点特点特点特点：进位信号是由低位向高位逐级传递的，速度不高。现在学习的是第26页，共138页2、并行进位加法器（超前进位加法器）、并行进位加法器（超前进位加法器）进位生成项进位生成项进位传递条件进位传递条件进位表达式进位表达式和表达式和表达式4位超前进位加法位超前进位加法器递推公式器递推公式现在学
14、习的是第27页，共138页超前进位发生器超前进位发生器超前进位发生器超前进位发生器现在学习的是第28页，共138页加法器的级连加法器的级连集集成成二二进进制制4位位超超前前进进位位加加法法器器现在学习的是第29页，共138页2.2.2 加法器的应用加法器的应用1、8421 BCD码转换为余码转换为余3码码BCD码码+0011=余余3码码2、二进制并行加法、二进制并行加法/减法器减法器C0-10时，时，B 0=B，电路，电路执行执行A+B运算；当运算；当C0-11时，时，B 1=B，电路执行，电路执行AB=A+B运算。运算。现在学习的是第30页，共138页3、二、二-十进制加法器十进制加法器修正
15、条件修正条件现在学习的是第31页，共138页本节小结能能对对两两个个1位位二二进进制制数数进进行行相相加加而而求求得得和和及及进进位位的的逻逻辑辑电电路称为半加器。路称为半加器。能能对对两两个个1位位二二进进制制数数进进行行相相加加并并考考虑虑低低位位来来的的进进位位，即即相相当当于于3 3个个1位位二二进进制制数数的的相相加加，求求得得和和及及进进位位的的逻逻辑辑电电路称为全加器。路称为全加器。实实现现多多位位二二进进制制数数相相加加的的电电路路称称为为加加法法器器。按按照照进进位位方方式式的的不不同同，加加法法器器分分为为串串行行进进位位加加法法器器和和超超前前进进位位加加法法器器两两种种
16、。串串行行进进位位加加法法器器电电路路简简单单、但但速速度度较较慢慢，超超前前进进位位加加法法器器速速度较快、但电路复杂。度较快、但电路复杂。加加法法器器除除用用来来实实现现两两个个二二进进制制数数相相加加外外，还还可可用用来来设设计计代代码转换电路、二进制减法器和十进制加法器等。码转换电路、二进制减法器和十进制加法器等。现在学习的是第32页，共138页.3 数值比较器数值比较器2.3.1 12.3.1 1位数值比较器位数值比较器位数值比较器位数值比较器2.3.2 42.3.2 4位数值比较器位数值比较器位数值比较器位数值比较器2.3.3 2.3.3 数值比较器的位数扩展数值比较器的位数扩展数
17、值比较器的位数扩展数值比较器的位数扩展退出退出退出退出现在学习的是第33页，共138页用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器，简称比较器。2.3.1 1位数值比较器位数值比较器设AB时L11；AB时L21；AB时L31。得1位数值比较器的真值表。现在学习的是第34页，共138页逻逻辑辑表表达达式式逻逻辑辑图图现在学习的是第35页，共138页2.3.2 4位数值比较器位数值比较器现在学习的是第36页，共138页真值表中的输入变量包括A3与B3、A2与B2、A1与B1、A0与B0和A与B的比较结果，AB、AB、AB必须预先预置为0，最低4位的级联输入端AB和A=B 必须预先预置为0
18、、1。现在学习的是第40页，共138页并联扩展并联扩展现在学习的是第41页，共138页本节小结在在各各种种数数字字系系统统尤尤其其是是在在计计算算机机中中，经经常常需需要要对对两两个个二二进进制制数数进进行行大大小小判判别别，然然后后根根据据判判别别结结果果转转向向执执行行某某种种操操作作。用用来来完完成成两两个个二二进进制制数数的的大大小小比比较较的的逻逻辑辑电电路路称称为为数数值值比比较较器器，简简称称比比较较器器。在在数数字字电电路路中中，数数值值比比较较器器的的输输入入是是要要进进行行比较的两个二进制数，输出是比较的结果。比较的两个二进制数，输出是比较的结果。利利用用集集成成数数值值比
19、比较较器器的的级级联联输输入入端端，很很容容易易构构成成更更多多位位数数的的数数值值比比较较器器。数数值值比比较较器器的的扩扩展展方方式式有有串串联联和和并并联联两两种种。扩扩展展时时需需注注意意TTL电电路路与与CMOS电电路路在在连连接接方方式式上上的的区区别。别。现在学习的是第42页，共138页.4 编码器编码器2.4.1 2.4.1 二进制编码器二进制编码器二进制编码器二进制编码器2.4.2 2.4.2 二二二二-十进制编码器十进制编码器十进制编码器十进制编码器退出退出退出退出现在学习的是第43页，共138页实现编码操作的电路称为编码器。2.4.1 二进制编码器二进制编码器1、3位二进
20、制编码器位二进制编码器输输入入8个个互互斥斥的的信信号号输输出出3位位二二进进制制代代码码真真值值表表现在学习的是第44页，共138页逻逻辑辑表表达达式式逻辑图逻辑图现在学习的是第45页，共138页2、3位二进制优先编码器位二进制优先编码器在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单方面排斥的特性。设I7的优先级别最高，I6次之，依此类推，I0最低。真真值值表表现在学习的是第46页，共138页逻辑表达式逻辑表达式现在学习的是第47页，共138页逻辑图逻辑图8线线-3线线优优先先编编码码器器如果要求输出、输入均为反变量，则只要在图中的每一个输出端和输入端都加上反相器就可以了。现在学习的是
21、第48页，共138页2、集成、集成3位二进制优先编码器位二进制优先编码器ST为使能输入端，低电平有效。YS为使能输出端，通常接至低位芯片的端。YS和ST配合可以实现多级编码器之间的优先级别的控制。YEX为扩展输出端，是控制标志。YEX 0表示是编码输出；YEX 1表示不是编码输出。集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148现在学习的是第49页，共138页集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148的真值表的真值表输输入入：逻辑：逻辑0(0(低电平）有效低电平）有效输输出出：逻辑：逻辑0(0(低电平）有效低电平）有效现在学习的
22、是第50页，共138页集成集成3 3位二进制优先编码器位二进制优先编码器74LS14874LS148的级联的级联16线线-4线优先编码器线优先编码器现在学习的是第51页，共138页2.4.2 二二-十进制编码器十进制编码器1、8421 BCD码编码器码编码器输输入入10个个互互斥斥的的数数码码输输出出4位位二二进进制制代代码码真真值值表表现在学习的是第52页，共138页逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图现在学习的是第53页，共138页2、8421 BCD码优先编码器码优先编码器真值表真值表现在学习的是第54页，共138页逻辑表达式逻辑表达式现在学习的是第55页，共138页逻辑图逻辑图现在学习的是
23、第56页，共138页3、集成、集成10线线-4线优先编码器线优先编码器现在学习的是第57页，共138页本节小结用用二二进进制制代代码码表表示示特特定定对对象象的的过过程程称称为为编编码；实现编码操作的电路称为编码器。码；实现编码操作的电路称为编码器。编编码码器器分分二二进进制制编编码码器器和和十十进进制制编编码码器器，各各种种译译码码器器的的工工作作原原理理类类似似，设设计计方方法法也也相相同同。集集成成二二进进制制编编码码器器和和集集成成十进制编码器均采用优先编码方案。十进制编码器均采用优先编码方案。现在学习的是第58页，共138页.5 译码器译码器2.5.1 2.5.1 二进制译码器二进制
24、译码器二进制译码器二进制译码器2.5.2 2.5.2 二二二二-十进制译码器十进制译码器十进制译码器十进制译码器2.5.3 2.5.3 显示译码器显示译码器显示译码器显示译码器退出退出退出退出2.5.4 2.5.4 译码器的应用译码器的应用译码器的应用译码器的应用现在学习的是第59页，共138页把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码，实现译码操作的电路称为译码器。2.5.1 二进制译码器二进制译码器设二进制译码器的输入端为n个，则输出端为2n个，且对应于输入代码的每一种状态，2n个输出中只有一个为1（或为0），其余全为0（或为1）。二进制译码器可以译出输入变量的全部状态，故又称为变量译码器
25、。现在学习的是第60页，共138页1、3位二进制译码器位二进制译码器真值表真值表输输入入：3位二进制代码输位二进制代码输出出：8个互斥的信号个互斥的信号现在学习的是第61页，共138页逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图电路特点电路特点：与门组成的阵列：与门组成的阵列现在学习的是第62页，共138页2、集成二进制译码器、集成二进制译码器74LS138A2、A1、A0为二进制译码输入端，为译码输出端（低电平有效），G1、为选通控制端。当G11、时，译码器处于工作状态；当G10、时，译码器处于禁止状态。现在学习的是第63页，共138页真值表真值表输输入入：自然二进制码：自然二进制码输输出出：低电平有效
26、：低电平有效现在学习的是第64页，共138页3、74LS138的级联的级联现在学习的是第65页，共138页二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制编码（BCD码），分别用A3、A2、A1、A0表示；输出的是与10个十进制数字相对应的10个信号，用Y9Y0表示。由于二-十进制译码器有4根输入线，10根输出线，所以又称为4线-10线译码器。2.5.2 二二-十进制译码器十进制译码器1、8421 BCD码译码器码译码器把二-十进制代码翻译成10个十进制数字信号的电路，称为二-十进制译码器。现在学习的是第66页，共138页真值表真值表现在学习的是第67页，共138页逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图
27、现在学习的是第68页，共138页将与门换成与非门，则输出为反变量，即为低电平有效。现在学习的是第69页，共138页、集成、集成8421 BCD码译码译码器码器74LS42现在学习的是第70页，共138页2.5.3 显示译码器显示译码器1、数码显示器、数码显示器用来驱动各种显示器件，从而将用二进制代码表示的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器。现在学习的是第71页，共138页现在学习的是第72页，共138页b=c=f=g=1，a=d=e=0时时c=d=e=f=g=1，a=b=0时时共阴极共阴极现在学习的是第73页，共138页2、显示译码器、显示译码器真值表仅适
28、用于共阴极真值表仅适用于共阴极LED真值表真值表现在学习的是第74页，共138页a的卡诺图的卡诺图现在学习的是第75页，共138页b的卡诺图的卡诺图c的卡诺图的卡诺图现在学习的是第76页，共138页d的卡诺图的卡诺图e的卡诺图的卡诺图现在学习的是第77页，共138页f的卡诺图的卡诺图g的卡诺图的卡诺图现在学习的是第78页，共138页逻辑表达式逻辑表达式现在学习的是第79页，共138页逻辑图逻辑图现在学习的是第80页，共138页2、集成显示译码器、集成显示译码器74LS48引脚排列图引脚排列图现在学习的是第81页，共138页功功能能表表现在学习的是第82页，共138页辅助端功能辅助端功能现在学习
29、的是第83页，共138页2.5.4 译码器的应用译码器的应用1、用二进制译码器实现逻辑函数、用二进制译码器实现逻辑函数画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。写出函数的标准与或表达式，并变换为与非写出函数的标准与或表达式，并变换为与非-与非形式。与非形式。现在学习的是第84页，共138页2、用二进制译码器实现码制变换、用二进制译码器实现码制变换十十进进制制码码8421码码现在学习的是第85页，共138页十十进进制制码码余余3码码现在学习的是第86页，共138页十十进进制制码码2421码码现在学习的是第87页，共138页3、数码显示电路的动
30、态灭零、数码显示电路的动态灭零现在学习的是第88页，共138页本节小结把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码，实把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码，实现译码操作的电路称为译码器。实际上译码器就是把一现译码操作的电路称为译码器。实际上译码器就是把一种代码转换为另一种代码的电路。种代码转换为另一种代码的电路。译译码码器器分分二二进进制制译译码码器器、十十进进制制译译码码器器及及字字符符显显示示译译码器，各种译码器的工作原理类似，设计方法也相同。码器，各种译码器的工作原理类似，设计方法也相同。二二进进制制译译码码器器能能产产生生输输入入变变量量的的全全部部最最小小项项，而而任任一一组组合
31、合逻逻辑辑函函数数总总能能表表示示成成最最小小项项之之和和的的形形式式，所所以以，由由二二进进制制译译码码器器加加上上或或门门即即可可实实现现任任何何组组合合逻逻辑辑函函数数。此此外外，用用4 4线线-16-16线线译译码码器器还还可可实实现现BCDBCD码码到十进制码的变换。到十进制码的变换。现在学习的是第89页，共138页.6 数据选择器数据选择器2.6.1 42.6.1 4选选选选1 1数据选择器数据选择器数据选择器数据选择器2.6.2 2.6.2 集成数据选择器集成数据选择器集成数据选择器集成数据选择器2.6.3 2.6.3 用数据选择器实现组合逻辑函数用数据选择器实现组合逻辑函数用数
32、据选择器实现组合逻辑函数用数据选择器实现组合逻辑函数退出退出退出退出现在学习的是第90页，共138页2.6.1 4选选1数据选择器数据选择器真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式地地址址变变量量输输入入数数据据由地址码决定从路输入中选择哪路输出。现在学习的是第91页，共138页逻辑图逻辑图现在学习的是第92页，共138页2.6.2 集成数据选择器集成数据选择器集成双集成双4选选1数据选择器数据选择器74LS153选通控制端选通控制端S为低电平有效，即为低电平有效，即S=0时芯片被选时芯片被选中，处于工作状态；中，处于工作状态；S=1时芯片被禁止，时芯片被禁止，Y0。现在学习的是第93页，共138页集
33、成集成8选选1数数据选择器据选择器74LS151现在学习的是第94页，共138页74LS151的的真真值值表表现在学习的是第95页，共138页数据选择器的扩展数据选择器的扩展现在学习的是第96页，共138页2.6.2 用数据选择器实现逻辑函数用数据选择器实现逻辑函数基本原理基本原理数据选择器的主要特点：（1）具有标准与或表达式的形式。即：（2）提供了地址变量的全部最小项。（3）一般情况下，Di可以当作一个变量处理。因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入Di来选择地址变量组成的最小项mi，可以实现任何所需的组合逻辑函数。现在学习的是第97页，共138页基
34、本步骤基本步骤确定数据选择器确定数据选择器确定地址变量确定地址变量 2 1 n个地址变量的数据选择器，不需要增加门电路，最多可实现n1个变量的函数。3个变量，选用4选1数据选择器。A1=A、A0=B逻辑函数逻辑函数 1 选用选用74LS153 2 74LS153有两个地址变量。现在学习的是第98页，共138页求求Di 3 （1）公式法）公式法函数的标准与或表达式：4选1数据选择器输出信号的表达式：比较L和Y，得：3 现在学习的是第99页，共138页画连线图画连线图 4 4 现在学习的是第100页，共138页求求Di的的方法方法（2）真值表法）真值表法C=1时时L=1，故，故D0=CL=0，故，
35、故D2=0L=1，故，故D3=1C=0时时L=1，故，故D1=C现在学习的是第101页，共138页求求Di的的方法方法（3）图形法）图形法D0D1D3D2现在学习的是第102页，共138页用数据选择器实现函数：例例选用8选1数据选择器74LS151设A2=A、A1=B、A0=C求DiD0=DD2=1D6=1D4=DD1=DD3=0D7=0D5=1现在学习的是第103页，共138页画连线图现在学习的是第104页，共138页本节小结数据选择器是能够从来自不同地址的多路数字信息中数据选择器是能够从来自不同地址的多路数字信息中任意选出所需要的一路信息作为输出的组合电路，至于任意选出所需要的一路信息作为
36、输出的组合电路，至于选择哪一路数据输出，则完全由当时的选择控制信号决选择哪一路数据输出，则完全由当时的选择控制信号决定。定。数据选择器具有标准与或表达式的形式，提供了地址变数据选择器具有标准与或表达式的形式，提供了地址变量的全部最小项，并且一般情况下，量的全部最小项，并且一般情况下，D Di i可以当作一个变量可以当作一个变量处理。因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准处理。因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入形式构成。所以，利用数据选择器的输入D Di i来选择地址变来选择地址变量组成的最小项量组成的最小项m mi i，可以实现任何所需的组合
37、逻辑函，可以实现任何所需的组合逻辑函数。数。用数据选择器实现组合逻辑函数的步骤：选用数据用数据选择器实现组合逻辑函数的步骤：选用数据选择器选择器确定地址变量确定地址变量求求D Di i画连线图。画连线图。现在学习的是第105页，共138页.7 数据分配器数据分配器2.7.1 12.7.1 1路路路路-4-4路数据分配器路数据分配器路数据分配器路数据分配器2.6.2 2.6.2 集成数据分配器及其应用集成数据分配器及其应用集成数据分配器及其应用集成数据分配器及其应用退出退出退出退出现在学习的是第106页，共138页2.7.1 1路路-4路数据分配器路数据分配器由地址码决定将输入数据送给哪路输出。
38、真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式地地址址变变量量输输入入数数据据现在学习的是第107页，共138页逻辑图逻辑图现在学习的是第108页，共138页2.7.集成数据分配器及其应用集成数据分配器及其应用集成数据分配器集成数据分配器把二进制译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址码输入端，则带使能端的二进制译码器就是数据分配器。由由74LS138构成的构成的1路路-8路数据分配器路数据分配器数据输入端数据输入端G1=1G2A=0地址输入端地址输入端现在学习的是第109页，共138页数据分配器的应用数据分配器的应用数据分配器和数据选择器一起构成数据分时传送系统数据分配器和数据选择器一起构成
39、数据分时传送系统现在学习的是第110页，共138页本节小结数据分配器的逻辑功能是将数据分配器的逻辑功能是将1 1个输入数据传送到多个个输入数据传送到多个输出端中的输出端中的1 1个输出端，具体传送到哪一个输出端，也个输出端，具体传送到哪一个输出端，也是由一组选择控制信号确定。是由一组选择控制信号确定。数据分配器就是带选通控制端即使能端的二进制译数据分配器就是带选通控制端即使能端的二进制译码器。只要在使用中，把二进制译码器的选通控制端码器。只要在使用中，把二进制译码器的选通控制端当作数据输入端，二进制代码输入端当作选择控制端当作数据输入端，二进制代码输入端当作选择控制端就可以了。就可以了。数据分
40、配器经常和数据选择器一起构成数据传送系统。数据分配器经常和数据选择器一起构成数据传送系统。其主要特点是可以用很少几根线实现多路数字信息的分其主要特点是可以用很少几根线实现多路数字信息的分时传送。时传送。现在学习的是第111页，共138页.8 只读存储器只读存储器（ROM）2.8.1 ROM2.8.1 ROM的结构及工作原理的结构及工作原理的结构及工作原理的结构及工作原理2.8.2 ROM2.8.2 ROM的应用的应用的应用的应用2.8.3 ROM2.8.3 ROM容量扩展容量扩展容量扩展容量扩展退出退出退出退出现在学习的是第112页，共138页ROM的分类的分类掩膜ROM：不能改写。PROM：
41、只能改写一次。EPROM：可以改写多次。存储器的分类存储器的分类RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能随时写入（存入）信息，但断电后所存信息消失。ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息，且断电后其所存信息在仍能保持。现在学习的是第113页，共138页2.8.1 ROM的结构及工作原理的结构及工作原理1、ROM的结构的结构存储容量字线数位线数2nb（位）存储单元地址存储单元地址现在学习的是第114页，共138页2、ROM的工作原理的工作原理44位位ROM地址译码器地址译码器存储体存储体现在学习的是第115页，共138页存储内容存储内容现在学习的是第116页，共138页A1=0A0
42、=0W0=1W1=0W2=0W3=0D3=1D1=1D0=1D2=0现在学习的是第117页，共138页A1=0A0=1W0=0W1=1W2=0W3=0D3=0D1=0D0=1D2=1现在学习的是第118页，共138页A1=1A0=0W0=0W1=0W2=1W3=0D3=1D1=0D0=0D2=1现在学习的是第119页，共138页A1=1A0=1W0=0W1=0W2=0W3=1D3=0D1=1D0=1D2=1现在学习的是第120页，共138页ROM的简化画法的简化画法地址译码器产地址译码器产生了输入变量生了输入变量的全部最小项的全部最小项存储体实现了存储体实现了有关最小项的有关最小项的或运算或运
43、算与与阵阵列列固固定定或或阵阵列列可可编编程程连接断开现在学习的是第121页，共138页2.8.2 ROM的应用的应用1、用、用ROM实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数逻辑表达式逻辑表达式真值表或最真值表或最小项表达式小项表达式 1 1 按A、B、C、D排列变量，并将Y1、Y2扩展成为4变量的逻辑函数。现在学习的是第122页，共138页 2 2 选选择择ROM，画画阵阵列列图图现在学习的是第123页，共138页2、用、用ROM作函数运算表作函数运算表用ROM构成能实现函数yx2的运算表电路。例例设x的取值范围为015的正整数，则对应的是4位二进制正整数，用BB3B2B1B0表示。根据yx2可算出
44、y的最大值是152225，可以用8位二进制数YY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。由此可列出YB2即yx2的真值表。现在学习的是第124页，共138页真真值值表表现在学习的是第125页，共138页逻逻辑辑表表达达式式现在学习的是第126页，共138页阵列图阵列图现在学习的是第127页，共138页3、用、用ROM作字符发生器电路作字符发生器电路用用ROM存储字符存储字符Z现在学习的是第128页，共138页2.8.3 ROM的容量扩展的容量扩展EPROM芯芯片片正常使用时，VCC=5V，VPP=5V。编程时，VPP=25V。OE为输出使能端，OE=0时允许输出；OE=1时，输出被禁止，ROM输出
45、端为高阻态。CS为片选端，CS=0时，ROM工作；CS=1时，ROM停止工作，且输出为高阻态（不论OE为何值）。现在学习的是第129页，共138页1、位扩展（字长的扩展）、位扩展（字长的扩展）地址线及控制线分别并联输出一个作为高8位，另一个作为低8位用两片用两片27256扩展成扩展成32k16位位EPROM现在学习的是第130页，共138页2、字扩展（字数扩展，地址码扩展）、字扩展（字数扩展，地址码扩展）用用4片片27256扩展成扩展成432k16位位EPROMOE端、输出线及地址线分别并联高位地址A15、A16作为2线-4线译码器的输入信号，经译码后产生的4个输出信号分别接到4个芯片的CS端
46、现在学习的是第131页，共138页本节小结只读存储器在存入数据以后，不能用简单的方法更改，只读存储器在存入数据以后，不能用简单的方法更改，即在工作时它的存储内容是固定不变的，只能从中读出信即在工作时它的存储内容是固定不变的，只能从中读出信息，不能写入信息，并且其所存储的信息在断电后仍能保息，不能写入信息，并且其所存储的信息在断电后仍能保持，常用于存放固定的信息。持，常用于存放固定的信息。ROM由地址译码器和存储体两部分构成。地址译码器由地址译码器和存储体两部分构成。地址译码器产生了输入变量的全部最小项，即实现了对输入变量的与运产生了输入变量的全部最小项，即实现了对输入变量的与运算；存储体实现了
47、有关最小项的或运算。因此，算；存储体实现了有关最小项的或运算。因此，ROM实际实际上是由与门阵列和或门阵列构成的组合电路，利用上是由与门阵列和或门阵列构成的组合电路，利用ROM可以可以实现任何组合逻辑函数。实现任何组合逻辑函数。利用利用ROM实现组合函数的步骤：（实现组合函数的步骤：（1 1）列出函数的真）列出函数的真值表或写出函数的最小项表达式。（值表或写出函数的最小项表达式。（2 2）选择合适的）选择合适的ROMROM，画出函数的阵列图。，画出函数的阵列图。现在学习的是第132页，共138页.9 可编程逻辑可编程逻辑器件（器件（PLD）2.9.1 PLD2.9.1 PLD的基本结构的基本结
48、构的基本结构的基本结构2.9.2 PLD2.9.2 PLD的分类的分类的分类的分类2.9.3 PLA2.9.3 PLA应用应用应用应用退出退出退出退出现在学习的是第133页，共138页2.9.1 PLD的基本结构的基本结构PLD的基本结构的基本结构门电路的简化画法门电路的简化画法现在学习的是第134页，共138页2.9.1 PLD分类分类现在学习的是第135页，共138页2.9.PLA的应用的应用用用PLA实现逻辑函数的基本原理是实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式基于函数的最简与或表达式例例用PLD实现下列函数各函数已是最简现在学习的是第136页，共138页阵阵列列图图现在学习的是第137页，共138页本节小结PLD的主体是由与门和或门构成的与阵列和或的主体是由与门和或门构成的与阵列和或阵列，因此，可利用阵列，因此，可利用PLD来实现任何组合逻辑来实现任何组合逻辑函数，函数，GAL还可用于实现时序逻辑电路。还可用于实现时序逻辑电路。用用PLA实现逻辑函数的基本原理是基于函数的实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式。用最简与或表达式。用PLA实现逻辑函数时，实现逻辑函数时，首先需将函数化为最简与或式，然后画出首先需将函数化为最简与或式，然后画出PLA的阵列图。的阵列图。现在学习的是第138页，共138页