数字电路基础学习 组合逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第三章组合逻辑电路3.1组合逻辑电路概述3.2SSI构成的组合逻辑电路的分析和设计3.3常用的中规模组合逻辑电路的分析3.4用MSI设计组合逻辑电路3.5组合逻辑电路中的竞争—冒险3.1组合逻辑电路概述在数字系统中，按照结构和逻辑功能的不同将数字逻辑电路分为两大类，一类称作组合逻辑电路，另一类称作时序逻辑电路。组合逻辑电路在电路结构上的特点是：①单纯由各类逻辑门组成，逻辑电路中不含存储元件；②逻辑电路的输入和输出之间没有反馈通路。3.2SSI构成的组合逻辑电路的分析和设计3.2.1组合逻辑电路的分析1.组合逻辑电路的分析步骤对于任何一个组合逻辑电路

2、，分析的基本步骤如下：（1）由给定的逻辑电路逐级写出各个输出端的逻辑表达式，最后得到表示输出与输入关系的逻辑表达式；（2）化简和变换逻辑表达式为最小项表达式；（3）根据最小项表达式，列出真值表；（4）由真值表分析其执行的逻辑功能；（5）评价原设计电路，改进设计，寻找最佳设计方案。2.组合逻辑电路的分析举例3.2.2组合逻辑电路的设计1.组合逻辑电路的基本设计方法组合逻辑电路的设计，就是根据给定的设计要求，设计出最佳（或最简）的组合电路。以SSI逻辑门作为电路基本单元的设计，其最佳的含义是，所用门的数目要最少，而且各门输入端的数目和电路的级数也要最

3、少。组合逻辑电路的设计方法，一般可按如下步骤进行。①对给出的逻辑设计问题，进行逻辑抽象。即从逻辑的角度来描述设计问题的因果关系，再根据因果关系确定输入变量和输出变量，依据变量的状态进行逻辑赋值，确定哪种状态用逻辑“0”表示，哪种状态用逻辑“1”表示。②根据设计问题的逻辑抽象，列出逻辑真值表。③根据真值表，写出设计问题的逻辑函数表达式。④用SSI逻辑门实现组合逻辑设计时，化简逻辑函数表达式，得到最简的逻辑函数表达式；用MSI集成组件实现组合逻辑设计时，应该把逻辑函数表达式变换成与所用器件的逻辑函数式相同或类似的适当形式。⑤按最简或适当形式的逻辑函数

4、表达式画出逻辑电路图。2.用SSI设计组合逻辑电路3.3常用的中规模组合逻辑电路的分析3.3.1编码器将二进制码按一定的规律进行编排，使每一组代码具有一定的含义（比如代表某个数或符号），这一过程称为编码。实现编码的逻辑电路称为编码器。1.二—十进制编码器二—十进制编码器的逻辑功能是将十进制的十个数字（0～9）分别编成四位BCD码。2.二进制编码器二进制编码器的逻辑功能是将2n个输入信号，编成n位二进制代码输出。3.优先编码器上述两种编码器，在任一时刻，只允许在一个输入端加入有效电平，当两个以上输入端加入有效电平时，编码器的输出状态将是混乱的。3.3.2

5、译码器译码是编码的逆过程，它的逻辑功能是将每一组代码的含义“翻译”出来，即将每一组代码译为一个特定的输出信号表示它原来所代表的信息。能完成译码功能的逻辑电路称为译码器。1.二进制译码器二进制译码器的原理图如图3-3-6所示。图3-3-6二进制译码器原理框图2.二—十进制译码器二—十进制译码器的逻辑功能是将四位BCD码的十组代码翻译成十组高、低电平输出信号，代表十进制数码。3.显示译码驱动器在数字系统中，常常需要将某些数字或运算的结果显示出来。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器三部分组成。3.3.3数据分配器和数据选择器1.数据分配器在数据

6、传输过程中，完成将一路输入数据分配到多路输出端的电路称为数据分配器。它是一种单路输入，多路输出的逻辑器件，从哪一路输出由当时的地址控制端决定。2.数据选择器在数据传输过程中，经常遇到需要把其中的某一路信号挑选出来。能完成这一功能的逻辑部件，称为数据选择器（或多路开关）。它是一种多路输入，单路输出的逻辑器件，从哪一路输入由当时的地址控制端决定。（1）双四选一数据选择器图3-3-15示出了双四选一数据选择器74LS153的逻辑电路图和逻辑符号图，其中包含两个完全相同的四选一数据选择器。图3-3-1574LS153的逻辑电路图及逻辑符号图（2）八选一数据

7、选择器八选一数据选择器74LS151的逻辑电路图和逻辑符号图如图3-3-17所示。图3-3-1774LS151的逻辑电路图及逻辑符号图3.3.4数值比较器在数字和计算机系统中，经常需要比较两个数的大小。能执行两数比较功能的数字逻辑电路，称为数值比较器。用来比较的两个数可以是二进制数，也可以是其他进制数。下面以二进制数为例，讨论数值比较器的构成和工作原理。1.一位数值比较器A和B均为1位二进制数，进行数值比较，比较结果只能有3种情况：①A>B，应使比较器的输出Y(A>B)=1;②A=B，应使比较器的输出Y(A=B)=1;③A

8、(A