第6章组合逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第6章组合逻辑电路本章导读通过本章的学习，使读者了解：数字电路可分为两种类型:一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。本章首先介绍组合逻辑电路的基本特点、组合逻辑电路的分析与设计方法，然后介绍几种常用的中规模集成电路:编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、加法器和比较器的逻辑功能及其应用。6.1组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路是由基本的逻辑门电路组合而成，其主要特点是:电路在任何时刻的输出状态只与该时刻的输入状态有关，而与先前的输入状态无关。6.1.1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析，就是对给定的组合逻辑电路进行逻辑描述，写出它的逻辑关系表达式以确定该电路的功能，或

2、提出改进方案。组合逻辑电路的分析的概念6.1.1组合逻辑电路的分析（1）根据给定电路的逻辑结构，逐级写出每个门电路的输入、输出关系式，最后得到整个电路的输入、输出关系式;（2）用公式法或卡诺图法化简这个逻辑关系表达式;（3）将各种可能的输入状态组合代入简化的表达式中进行逻辑计算，求出真值表;（4）根据真值表，确定电路的逻辑功能或改进方案。有时逻辑功能难以用简练的语言描述，此时列出真值表即可。组合逻辑电路分析的一般步骤6.1.2组合逻辑电路的设计（1）分析设计要求，设定输入变量和输出变量，对它们进行状态赋值（即规定输入、输出变量的0、1两种逻辑状态的具体含义）;（2）根据逻辑功能

3、列真值表;（3）根据真值表写出输出函数的最小项表达式，用卡诺图法或公式法进行化简，并转换成命题所要求的逻辑函数表达式形式;（4）画出与所得表达式相对应的逻辑电路图。组合逻辑电路设计的一般步骤6.1.2组合逻辑电路的设计（1）状态赋值不同，输入、输出之间的逻辑关系也不同，得到的真值表也不同。（2）应从工程实际出发，尽量减少设计电路所需元件的数量和品种。（3）提倡尽量采用集成门电路和现有各种通用集成电路进行逻辑设计，用通用集成门电路构成的逻辑电路无论是在可靠性方面，还是在性价比方面都有许多优势。（4）由于逻辑函数的表达式不是惟一的，因此，实现同一逻辑功能的电路也是多样的。在成本相同

4、的情况下，应尽量采用较少的芯片。注意6.2编码器和译码器6.2.1编码器在数字系统中，常将具有特定意义的信息（数字或字符）编成若干位代码，这一过程叫编码。实现编码操作的电路叫编码器。编码器框图6.2.1编码器1.二进制编码器二进制编码器是将2的m次幂个信号转换成m位二进制代码的电路，8-3线编码器即三位二进制编码器是个普通的编码器，由于m=3，其功能是对八个输入信号进行编码。8-3线编码器6.2.1编码器2.二-十进制编码器将十进制数0～9转换成二进制代码的电路，称为二-十进制编码器。二-十进制代码简称BCD代码，是以二进制代码表示十进制数。8421BCD码编码电路6.2.1编

5、码器3.8421BCD码优先编码器当同时有一个以上的信号输入编码电路时，电路只能对其中一个优先级别最高的信号进行编码，这种编码器称为优先编码器。优先编码器分为二进制优先编码器和8421BCD码（二-十进制）优先编码器。集成编码器多为优先编码器。6.2.2译码器译码是编码的逆过程，把代码的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。译码器是数字系统和计算机中常用的一种逻辑部件。译码器模型6.2.2译码器1.二进制译码器二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来的电路。如果输入信号有n位二进制代码，输出信号为m个，则m=2的n次幂。二进制译码器的逻辑特

6、点是，若输入为n个，则输出信号有2的n次幂个，对应每一种输入组合，只有一个输出为1，其余全为0。所以也称这种译码器为n-2的n次幂线译码器。6.2.2译码器1.二进制译码器4LS138译码器的逻辑电路图6.2.2译码器2.二—十进制译码器将4位二—十进制代码（BCD码）翻译成十进制代码0～9的逻辑电路就叫二—十进制译码器。它有4个地址输入端，10个输出端，故又叫4-10线译码器。在4-10线译码器中，4个地址输入有16个状态组合，其中有6个状态组合译码器无对应输出的代码，称这6个状态组合为伪码。输出能拒绝伪码或输入伪码对输出不起作用的译码器也称全译码器。常用的二—十进制集成译码

7、器有74LS42、74HC42、T1042、T4042等6.2.2译码器2.二—十进制译码器4-10线全译码器74LS42的逻辑图和图形符号6.2.2译码器3.七段显示译码器4LS47、74LS48是七段显示译码器，其输入是BCD码，输出是七段显示器的段码。使用74LS47的译码驱动电路如图所示。LED七段显示译码器驱动电路逻辑图6.2.2译码器4.译码器的应用（1）地址译码（2）扩展应用（3）实现逻辑函数6.3数据选择器和数据分配器6.3.1数据选择器能够实现从多路数据中选择一路进行传输的