数字电子技术基础PPT第4章 组合逻辑电路 ppt课件.ppt

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1、数字电子技术A40小时讲课8小时实验数字电子技术A课程设计时间:一周第4章组合逻辑电路逻辑电路分为组合逻辑电路与时序逻辑电路两类，本章介绍组合逻辑电路，内容包括组合电路分析、各种集成组合电路部件和组合电路设计。4.1组合逻辑电路的一般问题组合逻辑电路就是一些逻辑门电路的组合，目的是根据输入信号产生需要的输出信号，其特点是其任意时刻的输出仅是该时刻输入信号的逻辑函数，或者说组合逻辑电路的输出信号是与时间无关的输入信号组合。组合电路框图如图4-1所示，组合电路的一般形式具有多个输入与输出。图中a1，a2，…，an表示输入变量，y1，y2，…，ym表示输

2、出变量，输出与输入间的逻辑关系可以用一组逻辑函数表示：Y=F（A）可以使用真值表、卡诺图、逻辑图或是逻辑函数式来描述组合电路。4.2组合电路分析组合电路分析就是看懂组合电路，需要分析的内容包括：①研究组合电路的逻辑功能；②研究组合电路输入输出波形之间的关系，以及组合电路的电特性。4.2.1组合电路的逻辑功能分析【例4-1】试分析图4-2所示组合电路的逻辑功能。解：由图，得到逻辑函数式如下：ABCY00010011010101101000101011001110由真值表可知，该电路是数值检测电路，如果数值小于3，该电路输出1，否则输出0。【例4-2】

3、试分析图4-3所示组合电路的逻辑功能。解：首先按照从输入开始逐级写出各级逻辑函数式的分析方法，最后写出输出Y的逻辑函数式：这是一个素数判别电路，当素数出现在电路输入端时，该电路输出Y=1。【例4-3】对于图4-4（a）所示电路图与图4-4（b）所示的输入波形，试画出该电路的输出波形。解：首先由电路图得到输出Y的函数式为：ABCY00010011010101111001101011001110在输入A、B、C的波形上标记电平值，然后由真值表则有图4-3（c）所示的输出Y的波形。4.2.2组合电路的波形分析4.2.3组合电路的延迟时间分析组合电路中输入

4、变量变化与其引起输出变量变化之间的时间差称为传输延迟，传输延迟与电路复杂性、门电路的驱动能力、温度、芯片电压有关。tPLH是门电路低电平到高电平的传输延迟时间，tPHL是高电平到低电平的传输延迟时间平均传输延迟时间tPD：对于图4-5（a）所示的与门:不考虑门电路的延迟，则输出波形如图4-5（b）所示；若采用平均传输延迟时间tPD则有图4-5（c）所示的传输延迟时间；图4-5（d）显示的是分别采用tPLH和tPHL参数的传输延迟时间。逻辑系列传输延迟tPD（ns）每门功耗（mW）说明74001010标准TTL74H00622高速TTL74L0033

5、1低功耗TTL74LS009.52低功耗肖特基TTL74S00319肖特基TTL74ALS003.51.3先进低功耗肖特基TTL74AS0038先进肖特基TTL74HC0080.17高速CMOS表4-3所示的是不同系列与非门的延迟时间与功耗表。表4-4显示的是74LS系列部分门电路的传输延迟时间。芯片功能tPLH（ns）tPHL（ns）典型最大典型最大74LS04非门915101574LS00与非门915101574LS02或非门1015101574LS08与门815102074LS32或门14221422【例4-4】试推导图4-6所示组合电路的传

6、输延迟时间。图中非门为74LS04，与非门为74LS00。ABCY00000011010001101001101111011110组合电路的最大延迟时间就是级数最多路径上各级门最大延迟时间之和。。第1级为非门74LS04，最大延迟时间tPD=15 ns；第2、3级为与非门74LS00，最大延迟时间tPD=15 ns，因此该门电路的最大延迟时间为45 ns。4.2.4组合电路的电特性分析（1）各个门之间的噪声容限噪声容限与芯片系列有关，不同系列的芯片噪声容限不同。为方便使用，常用系列在5 V电源电压下的噪声容限表与最大输入输出电流总结如表4-6所示。

7、参数74TTL74LS74HC74HCT4000BVIHmin（V）2.02.03.52.03.33VOHmin（V）2.42.74.94.94.95VNH（V）0.40.71.42.91.62VILmax（V）0.80.81.50.81.67VOLmax（V）0.40.50.10.10.05VNL（V）0.40.31.40.71.62IIHmax（mA）4020111IILmax（mA）-1600-400-1-1-1IOHmax（mA）-0.4-0.4-4-4-0.51IOLmax（mA）168440.51（2）电源电流与功耗不同系列、不同门电路

8、的电源电流都是不同的，几种74LS系列门电路的最大电源电流如表4-7所示。芯片功能最大电源电流（mA）最大平均电源电流（m