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1、第四章 组合逻辑电路4.1组合逻辑电路的特点和分析方法一、组合逻辑电路的特点1 1、从功能上：、从功能上：任意时刻任意时刻任意时刻任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入的输出仅取决于该时刻的输入的输出仅取决于该时刻的输入的输出仅取决于该时刻的输入2 2、从电路结构上：、从电路结构上：不含记忆（存储）元件不含记忆（存储）元件不含记忆（存储）元件不含记忆（存储）元件二、逻辑功能的描述组合逻辑组合逻辑 电路电路组合逻辑电路的框图组合逻辑电路的框图三、组合逻辑电路分析组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤：第一步：根据给定逻辑电路图，写出第一步：根据给定逻辑电路图，写出逻辑表达式逻辑表达式第二步：
2、简化逻辑函数表达式。第二步：简化逻辑函数表达式。第三步：列出逻辑电路的真值表。第三步：列出逻辑电路的真值表。第四步：第四步：逻辑逻辑功能分析。功能分析。逻辑图逻辑表达式最简与或表达式化简从输入到输出逐级写出真值表电路的逻辑功能组合逻辑电路的分析是指分析一个给定的组合逻辑电路的分析是指分析一个给定的逻辑电路，找出电路的逻辑功能。逻辑电路，找出电路的逻辑功能。4.1.2 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析方法例例1：分析下图电路：分析下图电路AB&F&A BF0 0 00 111 011 10电路功能：异或电路电路功能：异或电路例例2：分析下图电路：分析下图电路当输入A、B、C中有2个或3个
3、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。例：真值表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。电路的逻辑功能4.2 常用组合逻辑电路4.2.1 4.2.1 编码器编码器编码：将输入的每个高编码：将输入的每个高/低电平信号变成一低电平信号变成一个对应的二进制代码个对应的二进制代码特点：n位二进制符号可以表示2n种信息，称为2n线-n线编码器普通编码器普通编码器优先编码器优先编码器一、普通
4、编码器 特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。例：三位二进制普通编码器例：三位二进制普通编码器（8线-3线编码器）输输 入入输输 出出I I0 0I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I5 5I I6 6I I7 7Y Y2 2Y Y1 1Y Y0 01 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 00 00 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 00 00 00 01 11 10 00 00 00 01 10
5、 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 01 10 00 00 00 00 00 01 10 01 11 10 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 1输入8个互斥的信号输出3位二进制代码I I0 0I0 0不连接（NC）二、优先编码器 特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。先权最高的一个进行编码。输输 入入输输 出出I I0 0I I1 1I I2 2I I3 3I I4 4I I5 5I I6 6I I7 7Y Y2 2Y Y
6、1 1Y Y0 0X XX XX XX XX XX XX X1 11 11 11 1X XX XX XX XX XX X1 10 01 11 10 0X XX XX XX XX X1 10 00 01 10 01 1X XX XX XX X1 10 00 00 01 10 00 0X XX XX X1 10 00 00 00 00 01 11 1X XX X1 10 00 00 00 00 00 01 10 0X X1 10 00 00 00 00 00 00 00 01 11 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0例：例：8 8线线-3-3线优先线优先编码器编码器（设
7、（设I I7 7优先权最高优先权最高II0 0优先权最低）优先权最低）集成集成83线（二进线（二进制）优先编码器制）优先编码器74LS14874LS148输入：逻辑0(低电平）有效输出：逻辑0(低电平）有效ST选通输入端，低电平有效YS选通输出端，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。状态状态1 11 1不工作0 01 1工作，但无输入1 10 0工作，且有输入0 00 0不可能出现附加输出信附加输出信号的状态及含号的状态及含意意控制端扩展功能举例：控制端扩展功能举例：例
8、：例：用两片用两片8-38-3线优先编码器线优先编码器16-416-4优先编码器优先编码器其中，其中，的优先权最高。的优先权最高。第一片为高优先第一片为高优先权。只有权。只有(1)(1)无编码无编码输入时，输入时，(2)(2)才允许才允许工作。工作。第第(1)(1)片片YEX 0 时表示对时表示对AA1515AA8 8 编码。编码。低三位输出应是低三位输出应是两片的输出的两片的输出的“或或”集成集成1010线线-4-4线线(二十进制二十进制)优先编码器优先编码器74LS14774LS147输入端和输出端都是低电平有效I I9 9Y Y0 0I I8 8I I7 7I I6 6I I5 5I I
9、4 4I I3 3I I2 2I I1 1Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1输 入 (低电平有效)输 出(8421反码)0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 01 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 11 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 01 0 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1
10、1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 04.2.2 4.2.2 译码器译码器 译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号，即将一种代码转换为另一种代码。电平信号，即将一种代码转换为另一种代码。常用的有：二进制译码器，二常用的有：二进制译码器，二十进制译码器，显示译十进制译码器，显示译码器等码器等一、二进制译码器一、二进制译码
11、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）。双双 2-4 2-4 线译码器线译码器74LS13974LS139A1(a)外引线排列图外引线排列图 (b)逻辑图逻辑图(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC10916151413121174LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0LS139LS139功能表功能表功能表功能表 输输 入入 输输 出出SA0A1Y0110 0 00 0 11 001 101110 Y1
12、Y2Y3111011101110111A0、A1输入端Y Y0 0 Y Y3 3 输出端，每一个输出端，每一个输出端，每一个输出端，每一个输出端对应一个最小项。输出端对应一个最小项。输出端对应一个最小项。输出端对应一个最小项。S S 使能端使能端,S S =0=0时译码器工时译码器工作作输出低电平有效输出低电平有效2-42-4线译码器线译码器 3线线8线（线（3位二进制）译码器位二进制）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；否则，译码器处于禁止状态。功能表功能表输出：低电平有效74LS138的级
13、联的级联二、二二、二十进制译码器十进制译码器 将输入将输入BCDBCD码的码的1010个代码译成个代码译成1010个高、低电平的输出信号个高、低电平的输出信号BCDBCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生码以外的伪码，输出均无低电平信号产生 例：例：74LS4274LS42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。三、显示译码器三、显示译码器1.1.七段字符显示器七段字符显示器（LEDLED数码管数码管、荧光数码管、液晶数码管等、荧光数码管、液晶数码管等）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
14、，称为显示译码器。gfedcba发光二极管（LED）及其驱动方式 LED工作电压低(1.53V)、体积小、寿命长、可靠性高，而且响应速度快(100ns)、亮度比较高。一般LED的工作电流选在510mA，但不允许超过最大值（通常为50mA）。其正向导通电压为1.8V 2V，LED可直接由门电路驱动。图（a）输出为低电平时，LED发光，称为低电平驱动；图（b）输出为高电平时，LED发光，称为高电平驱动；采用高电平驱动方式的TTL门最好选用OC门。门电路驱动LED(a)低电平驱动 (b)高电平驱动限流电阻R的取值74LS4874LS48的逻辑图的逻辑图74LS4874LS48引脚图引脚图2.BCD-
15、2.BCD-七段字符显示译码器七段字符显示译码器74LS4874LS48（内含上拉电阻）（内含上拉电阻）（驱动共阴极数码管）（驱动共阴极数码管）例：利用例：利用 和和 的配合，实现多位显示系统的灭的配合，实现多位显示系统的灭零控制零控制 灭灯控制端七段显示译码器74LS49（OC输出）74LS49驱动共阴型LED数码管电路从从多路多路数据中选择其中所需要的数据中选择其中所需要的一路一路数据输出。也数据输出。也称为多路开关称为多路开关四选一数据选择器四选一数据选择器输输入入数数据据输出数据输出数据使能端使能端D0D1D2D3WSA1A0控制信号控制信号4.2.3 数据选择器 与门被封锁，选与门被封锁，选与门被封锁，选与门被封锁，选择器不工作择器不工作择器不工作择器不工作11&111&1YD0D1D2D3A0A1S1000000双双4选选1数据选择器数据选择器74LS153S0时有：8选1数据选择器74LS151(1)1A2A1A0A0A1A2(2)1YD7D6D1D0D15D14D9D8.D15D14.D9D8.D0D1.D6D7SSABCDY1Y3用用2片片74LS151构成构成16选选1功能的数据选择器功能的数据选择器