清华模电数电课件第28讲组合逻辑电路设计方法、编码器.ppt

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1、第二十八讲组合逻辑电路设计方法、编码器一、概述1、组合逻辑电路的特点1）从功能上2）从电路结构上任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入不含记忆（存储）元件2、逻辑功能的描述组合逻辑电路组合逻辑电路的框图二、组合逻辑电路的分析和设计1、组合逻辑电路的分析已知组合逻辑电路写输出逻辑表达式化简分析其功能填真值表分析其功能1）分析方法：2）、举例：试分析如下电路图的逻辑功能。①逻辑函数表达式：解：②逻辑真值表：③结论：当DCBA表示的二进制数小于或等于5时Yo为1，这个二进制数大于5且小于11时Y1为1，当这个二进制数大于或等于11时Y2为1。因此，这个逻辑电路可以用来判别输入的4位二进制

2、数数值的范围。工程上的最佳设计，通常需要用多个指标去衡量，主要考虑的问题有以下几个方面：①所用的逻辑器件数目最少，器件的种类最少，且器件之间的连线最少。这样的电路称“最小化”电路。②满足速度要求，应使级数最少，以减少门电路的延迟。③功耗小，工作稳定可靠。所谓组合逻辑电路设计，就是根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最佳逻辑电路。2、组合逻辑电路的设计1、逻辑抽象分析因果关系，确定输入/输出变量定义逻辑状态的含意（赋值）列出真值表2、写出函数式3、选定器件类型4、根据所选器件：对逻辑式化简（用门）变换（用MSI）或进行相应的描述（PLD）5、画出逻辑电路图，或下载到PLD

3、6、工艺设计组合逻辑电路的设计步骤：组合逻辑电路的设计过程返回返回设计举例：设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路如果信号灯出现故障，Z为1RAGZ设计举例：1.抽象输入变量:红（R）、黄（A）、绿（G）输出变量：故障信号（Z）2.写出逻辑表达式输入变量输出RAGZ00010010010001111000101111011111设计举例：3.选用小规模SSI器件4.化简5.画出逻辑图用与或非门表示三、若干常用组合逻辑电路1、编码器编码：将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码普通编码器优先编码器1）、普通编码器特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。例：3位二进制普通编码器

4、输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111利用无关项化简，得：2）、优先编码器特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。例：8线-3线优先编码器（设I7优先权最高…I0优先权最低）输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0XXXXXXX1111XXXXXX10110XXXXX100101XXXX1000100XXX10000011XX100000010X1

5、00000000110000000000低电平实例：74HC148选通信号选通信号附加输出信号为0时，电路工作无编码输入为0时，电路工作有编码输入输入输出1XXXXXXXX11111011111111111010XXXXXXX0000100XXXXXX01001100XXXXX011010100XXXX0111011100XXX01111100100XX011111101100X01111111101000111111111110状态11不工作01工作，但无输入10工作，且有输入00不可能出现附加输出信号的状态及含意控制端扩展功能举例：例：用两片8线-3线优先编码器16

6、线-4线优先编码器其中，的优先权最高···Ys’YEX’状态11不工作01工作，但无输入10工作，且有输入00不可能出现第一片为高优先权只有(1)无编码输入时，(2)才允许工作第(1)片时表示对的编码低3位输出应是两片的输出的“或”3）、二-十进制优先编码器将编成0110~1110的优先权最高，最低输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码74LS147的功能表输入：逻辑0(低电平）有效输出：反码输出注意：