数字电路基础第4章ppt课件.ppt

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1、第四章组合逻辑电路§4.1概述§4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法§4.3常用的组合逻辑电路§4.4组合逻辑电路中的竞争–冒险现象组合逻辑要点1用门电路构成的常见组合电路的分析和设计掌握优先编码器、译码器、数据选择器与全加器等中规模集成电路模块原理，可熟练应用典型中规模集成电路设计组合逻辑电路。组合逻辑要点返回主目录2组合电路：组合电路的输出与电路的历史状态无关(不含记忆元件)。本章重点讲解组合逻辑电路的分析方法和设计方法。§4.1概述任意时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号。3组合逻辑电路中不能包含有存储单元。逻辑功能的描述返回主目录组合逻辑电路组合逻辑电路的

2、框图4§4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法5§4.2.1组合逻辑电路的分析方法逻辑图逻辑表达式11最简与或表达式化简22从输入到输出逐级写出6最简与或表达式3真值表34电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为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。47§4.2.2组合逻辑电路的设计方法一.进行逻辑抽象1.分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。2.定义逻辑状态的含义。3.根据给定的事件因果关系，列出逻辑真值表。写出逻辑函数式。三.选定器件类型。SSI(SmallScaleInteg

3、rated…)设计：最简MSI设计：与选用的MSI函数式类同四.将逻辑函数式化简或变换。五.画出逻辑电路图设计组合逻辑电路的原则和一般步骤8真值表电路功能描述例：设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。1穷举法192逻辑表达式或卡诺图最简与或表达式化简32已为最简与或表达式4逻辑变换5逻辑电路图用与非门实现

4、用异或门实现10真值表电路功能描述例：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，根据逻辑要求列出真值表。1穷举法122逻辑表达式113卡诺图最简与或表达式化简45逻辑变换6逻辑电路图34111Y=AB+AC56化简12例4.2.2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1RAGZ13解:一.逻辑抽象:输入变量:红,黄,

5、绿R,A,G灯亮为1输出变量:工作状态Z=0,发生故障Z=114二.逻辑式三.化简四.逻辑图1.用与门、或门实现2.用与非门实现3.用与或非门实现最简与或非表达式可以通过合并卡诺图上的0,然后求反得到.1516返回主目录17§4.3常用的组合逻辑电路§4.3.1编码器编码:在选定的一系列二值代码中赋予每个代码以固定的含意.将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码18一.普通编码器图4.3.13位二进制（8线－3线）编码器的框图特点：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输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000

6、00100000000100100000010000100000110000100010000000100101000000101100000000111119图4.3.23位二进制编码器利用无关项化简：20二、优先编码器图4.3.38线-3线优先编码器低电平特点：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）当，编码输出为:21真值表22输入低电平有效，输出反码形式。扩展功能:编码器工作.级别最高,其他依此类推.控制端.的低电平信号表示“无编码信号输入”.选通输出端和扩展端用于扩展编码

7、功能.的低电平信号表示“有编码信号输入”.23只要把第(1)片的“无编码信号输入”信号作为第(2)片的选通输入信号Ⅱ.当第(1)片有编码信号输入时,它的,无编码信号输入时,正好可以用它作为输出编码的第四位.输入为低电平有效，输出为原码。例4.3.1：试用两片74HC148接成16线-4线优先编码器，将16个低电平输入信号编为0000~111116个4位二进制代码。其中的优先级最高，的优先级最低。的信号编成了1011这个代码.的信号编成了0101这个代码.解:Ⅰ.只有均无编码申请时,才允许对的输入信号编码.24第一片为高优先权只有(1)无编码输入时，(