第6章 组合逻辑电路.docx
第6章组合逻辑电路、学习目的。组合逻辑电路是数字电子电路的一个重要的组成部分，通过本章的学习要掌握组合逻辑电路的工作特点，掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，同时进一步掌握常用的组合逻辑集成电路芯片的使用方法。既掌握其独立应用性，又为其在综合的电路系统中的应用打基础。二、内容概要。本章首先介绍组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法；着重介绍了常用组合逻辑电路的基本工作原理及常用中规模集成组合逻辑电路的逻辑功能、使用方法和应用举例；还简要介绍了组合逻辑电路中的竞争及冒险现象及消除冒险现象的常用方法。三、学习指导。本章重点：组合逻辑电路分析和设计方法，编码原理和编码器的应用，译码原理和译码妻的应用，数据选择器的应用，竞争冒险的判别和消除方法。本章难点：编码器的应用，译码器的应用，数值比较器的应用。方法提示：对组合逻辑电路的分析设计要认真掌握，它是数字电路设计的一个基本功。对于各种功能的器件主要掌握其工作原理和外部连接方法。6、1概述教学要求o掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的概念o了解组合逻辑电路的特点及描述方法在数字系统中，根据逻辑功能特点的不同，数字电路可分为:组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路如果一个逻辑电路在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态，及电路的原来状态无关，则该电路称为组合逻辑电路，又称组合电路。如:逻辑门电路时序逻辑电路如果电路的任意时刻的输出不但取决及该时刻的输入,还及前一时刻的输出有关,则该电路称为时序逻辑电路,又称时序电路.如:触发器电路。组合逻辑电路的逻辑功能特点：没有存储和记忆的特点.。组合逻辑电路的组成特点：由门电路构成、无记忆元件、只存在输入到输出的通道。无反馈回路。组合逻辑电路的描述方法：逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图。6、2组合逻辑电路的分析方法和设计方法教学栗求o掌握组合逻辑电路的分析和设计的基本方法o熟练掌握表达式、真值表、卡诺图和逻辑图的表示方法及转换。组合逻辑电路分析：根据给定的逻辑图，找出输出及输入的关系，从而确定逻辑功能。组合逻辑电路设计，根据给出的实际问题，求出能实现这一逻辑要求的最简逻辑电路。一、组合逻辑电路分析方法1 .基本分析步骤：蛆合逻辑分析avi上图为第161页到162页基本分析方法2 .分析举例例题1：分析下图所示逻辑电路的功能。解：写出输出逻辑函数表达式为：Yl=ABY=YlC=ABC=ABC+ABC+ABC+ABC列出逻辑函数的真值表。将输入A、B、C值的各种组合代入上式中，求出输出Y的值。输入输出ABCY00000011010101101001101011001111逻辑功能分析。由真值表看出：在输入A、B、C三个变量中，有奇数个1时，输出Y为1,否则Y为0。因此，电路为三位判奇电路，又称为奇校验电路。例题2：分析右图所示逻辑电路的功能。并指出该电路设计是否合理。解：写出输出逻辑函数表达式为：Yl=ABY2三B+CY3=Y1-C=(AB)-CY4=Y2-A=B+CAY5=A+B+CY=Y3+Y4+Y5=(AB)-C+B+C-A+A+B+C化简后得：Y=ABC+ABC+ABC+ABC列出逻辑函数的真值表。将A、B、C各种取值组合代入最终表达式中，可得真值表。输入输出ABCY00010010010001111000101111011110逻辑功能分析。由真值表可看出，电路的A、B、C三个输入都为O或有偶数个1时，输出Y为1,否则Y为0。有时该电路为三位判偶电路，又称偶校验电路。这个电路使用门的数量太多，设计并不合理,可用较少的门电路来实现。二、组合逻辑电路设计方法1 .基本设计步骤:组合建疆电路渡计方法组合逻辑方法设计.av上图为164页基本设计方法2 .设计举例例1、设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权。用及非门实现。解：分析设计要求，列出真值表设A、B、C三个人表决同意提案时用1表示，不同意时用O表示；Y为表决结果，提案通过用1表示，通不过用O表示，同时还应考虑A具有否决权。由此可列出如下真值表。输入输出5C-4X.OO011110ABCYOOOO00000OO1O10(LQ9O1OOO11O1OOO1O1111O11111、将输出逻辑函数化简后，变换为“及非”表达式。用上述的卡诺图进行化简。由卡诺图可得最简“及或”式：Y=AC+BC根据题意，将上式变换成“及非”表达式为：Y二前而二用菽根据输出逻辑函数画逻辑图。根据式可画出如下图所示的逻辑图。A*6、3编码器教学要求。掌握编码的原理o了解编码器的电路结构。理解编码器的功能和应编码、编码器的定义:。将具有特定意义的信息编成相应二进制代码的过程，称为编码。实现编码功能的电路，称为编码器。其输入为被编信号，输出为二进制代码。编码器的分类：。二进制编码器：用n位二进制代码对2私个信号进行编码的电路。二一十进制编码器：将。9十个十进制数转换为二进制代码的电路。优先编码器：电路只对输入的信号按照优先级别的约定进行编码。一、二进制编码器右图为由非门和及非门组成的3位二进制编码器。IOI7为8个编码输入信号，输出Y2、Y1和YO为三位二进制代码。其中：YO=11.13.15.TTY1=2.13.16.TTY2=14.15.16.17编码器在任何时刻只能对一个输入信号进行编码，不允许有两个或两个以上的输入信号同时请求编码，否则输出编码会发生混乱，即10、H-I7这8个编码信号是相互排斥的。在I1I7为O时，输出就是IO的编码，故IO未画出。由于该编码器有8个输入端，3个输出端，故称8线一3线编码器。3位二进制编码器的真值表输入输出1OOOOOOOOOOO1OOOOOOOO1OO1OOOOOO1OOOO1OOOOO11OOOO1OOO1OOOOOOO1OO1O1OOOOOO1O11OOOOOOOO1111二、二-十进制编码器右图为由非门和及非门组成的二-十进制编码器。IOI9为10个待编码的输入信号，输出Y3、Y2、YKYo为4位二进制代码。其中：YO=11.13.15.17.19Y1=I2.13.16.TTY2=14.5.6.HY3=18.19当编码器某一个输入信号为1而其它输入信号都为0时，则有一组对应的数码输出，如17=1时，Y3Y2YlY=0111o输出代码各位的权从高位到低位分别为8、4、2、1。因此，该电路为8421BCD码编码器。Il19都为O时，输出便为IO的编码，故图中IO未画。该编码器输入IO19这10个编码信号也是相互排斥的。二-十进制编码器的真值表输入输出10000000000000010000000000010010000000001000010000000011000010000001000000010000010100000010000110000000010001110000000010100000000000011001X为兄见CT74LS147TTTTTTTnkAL-GAZa三、集成优先编码器一CT74LS147在上述编码器中，输入信号之间是相互排斥，而在优先编码器中就不存在这个问题，它允许同时输入数个编码信号，而电路只对其中优先级别最高的信号进行编码，而不会对级别低的信号编码，这样的电路称作优先编码器。在优先编码器中，是优先级别高的编码信号排斥级别低的。至于优先权的顺序，这完全是根据实际需要来确定的。右图为二一十进制优先编码器CT74LS147的逻辑功能示意图，又称为10线一4线优先编码器。Y3.Y2.五.而为数码输出端，输出为842IBCD码的反码。11-I9为编码信号输入端，输入低电平0有效，这时表示有编码请求。输入高电平1无效，表示无编码请求。在11i9,西的优先级别最高，依次类推，n的级别最低。也就是说，当西=O时，其余信号输入任何值都不起作用，只对西编码，输出酉Y2.Yl.YO=OllO,为反码，其原码为100L没有10,这是因为当亘访都为高电平1时，输出石Y2.flYO=Illl,其原码为OOO0,相当于输入而请求编码。因此，在逻辑功能示意图中没有输入端100二-十进制编码器的真值表输入输出Il1213141516171819Y3Y2YlYO1111111111111XXXXXXXX00110XXXXXXX010111XXXXXX0111000XXXXX01111001XXXX011111010XXX0111111011XX01111111100X01111111110101111111111106、4译码器教学要求。掌握译码的原理o了解译码器的电路结构o理解译码器的功能和应用译码、译码器的定义：。译码是编码的逆过程。译码是将表示特定意义信息的二
