4组合电路3

nullnull第4章 组合逻辑电路学习要点： 组合电路的分析方法和设计方法 利用数据选择器、译码器和可编程逻辑器件进行逻辑设计的方法 加法器、编码器、译码器等中规模集成电路的逻辑功能和使用方法null第4章 组合逻辑电路4.4 若干典型的组合逻辑集成电路4.5 组合可编程逻辑器件4.1 组合逻辑电路的分析4..2 组合逻辑电路的设计4..3 组合逻辑电路中的竞争冒险null组合电路：在任何时刻的输出只取决于当时的输入信号，而与电路原来所处的状态无关。 实现组合电路的基础是逻辑代数和门电路。 电路结构中无反馈环路（无记忆）null分析组合逻辑电路的目的是为了确定已知电路的逻辑功能，其步骤如下： ⑴ 由逻辑图写出各输出端的逻辑 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式； ⑵ 化简和变换各逻辑表达式； ⑶ 列出真值表； ⑷ 根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路 进行分析，最后确定其功能。 4.1 组合逻辑电路的分析方法null逻辑图逻辑表达式 1 1 最简与或表达式化简 2 2 从输入到输出逐级写出null最简与或表达式 3 真值表 3 4 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。 4 null逻辑图逻辑表达式例：最简与或表达式null真值表用与非门实现　　电路的输出Y只与输入A、B有关，而与输入C无关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只要一个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系为与非运算的关系。电路的逻辑功能null3.1.2 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计与分析过程相反，其步骤如下： ⑴根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表； ⑵ 由真值表写出逻辑表达式； ⑶简化和变换逻辑表达式，从而画出逻辑图。null真值表电路功能描述3.1.2 组合逻辑电路的设计方法例：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 1 null 2 逻辑表达式或卡诺图最简与或表达式化简 3 2 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用异或门实现null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 1 2 2 逻辑表达式null 3 卡诺图最简与或表达式化简 4 5 逻辑变换 6 逻辑电路图 3 化简 4 111Y=AB+AC 5 6 null由此可画出逻辑图该电路可选取四输入端与非门74LS00和六反相器74LS04构成，也可以用两片74LS00。例4.2.1真值表逻辑表达式逻辑表达式变换null注意：在实际中，用门电路实现组合逻辑电路时，应综合考虑各种因素：①可使一些输出做另一些门的输入。 ②使式中的相同项尽可能多。 ③尽量减少门电路的种类。 总之，在设计中，应以集成器件为基本单元，力争用最少的器件数目和种类来完成相应的电路设计。null4.3 组合电路中的竞争冒险1、产生竞争冒险的原因在组合电路中，当输入信号的状态改变时，输出端可能会出现不正常的干扰信号，使电路产生错误的输出，这种现象称为竞争冒险。产生竞争冒险的原因：主要是门电路的延迟时间产生的。干扰信号从输入到输出的过程中，不同通路上门的级数不同，或者门电路平均延迟时间的差异，使信号经不同通路传输到输出级的时间不同。null再分析如图所示电路由输出逻辑表达式可知，当A和C都为1时，Y=1,与B的状态无关。但是，由波形图可以看出，当B由1变0时， 由0变1有一延迟时间，在这个时间间隔内，G2和G3的输出同时为0，而输出出现一负跳变得窄脉冲，即冒险现象。作波形图null竞争：当门电路的（两个）输入端出现互补变化，且该信号是经过不同路径在不同时刻到达的现象。 冒险：由于竞争，而可能产生输出干扰脉冲的现象。 结论：当电路中存在有反相器产生的互补信号，且在互补信号的状态发生变化时可能出现冒险现象。判断竞争冒险：函数可化为null2、消除竞争冒险的方法增加冗余项， 消除竞争冒险输出端并联电容器也可消除干扰。null 小结 学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结 　①组合电路的特点：在任何时刻的输出只取决于当时的输入信号，而与电路原来所处的状态无关。实现组合电路的基础是逻辑代数和门电路。 　②组合电路的逻辑功能可用逻辑图、真值表、逻辑表达式、卡诺图和波形图等5种方法来描述，它们在本质上是相通的，可以互相转换。 　③组合电路的分析步骤：逻辑图→写出逻辑表达式→逻辑表达式化简→列出真值表→逻辑功能描述。 　④组合电路的设计步骤：列出真值表→写出逻辑表达式或画出卡诺图→逻辑表达式化简和变换→画出逻辑图。 　在许多情况下，如果用中、大规模集成电路来实现组合函数，可以取得事半功倍的效果。4.4若干典型的组合逻辑集成电路 4.4若干典型的组合逻辑集成电路 实际中，许多常用组合逻辑集成电路都有相应的集成产品。本节主要介绍典型的中规模集成组合逻辑器件，如：编码器、译码器、数据选择器、加法器等，着重掌握其逻辑功能及应用方法。 null4.4 .1 编码器4.1.1 编码器的定义与功能 将某一信息（输入）变换为某一特定代码（输出）。使各组代码具有特定的含义（代表某个数或控制信号）称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。 在数字系统里，是把二进制码按一定的规律编排，即二进制编码，具有相应编码功能的逻辑电路称为二进制编码器。如图所示为二进制编码器结构框图。若 N输入， n输出也称2n线—N线编码器也称N线—n线编码器null普通编码器4线－2线编码器输入4个互斥的信号输出2位二进制代码4线－2线编码器的真值表null表4.1.1所示的编码器为高电平输入有效，因而可由真值表得到如下逻辑表达式： 根据逻辑表达式画出逻辑图如图4.1.1所示。该逻辑电路可以实现如表4.1.1所示的功能。 上述普通编码器，当有两个或以上的信号同时要求编码时，将会出现逻辑混乱。但在实际中，特别是在计算机系统中，常可能有多个控制对象发出服务请求，但只有一个请求能得到允许，因此引入优先编码器。null2. 优先编码器 优先编码器要求事先对输入信号排好优先级别。优先编码器允许几个信号同时输入，但电路只对其中优先级别最高的一个进行编码。在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单方面排斥的特性。设I3的优先级别最高，I2次之，依此类推，I0最低。4线－2线优先编码器的真值表由真值表得到逻辑表达式、逻辑图。问题：I0要求编码与无信号要求编码相同 null书上例4.4.1输入：s0-s9 输出：A,B,C,D,GS GS工作状态标志null二-十进制编码器8421 BCD码编码器null2 集成电路编码器 以8线-3线优先编码器CD4532为例 优先编码器CD4532的逻辑图nullEI为使能输入端，高电平有效。EO为使能输出端，高电平有效,扩展时通常接至低位芯片的EI端。 EI 和EO配合可以实现多级编码器之间的优先级别的控制。 GS为工作状态标志。 GS ＝1表示是编码输出； GS＝0表示不是编码输出。输入：逻辑1(高电平）有效输出：逻辑1(高电平）有效null优先编码器CD4532的逻辑符号和引脚图1.单片使用：EI接1.输入、输出关系举例：null2.级联使用——编码器扩展。例4.4.2 用两片CD4532组成16线-4线优先编码器基本输入：A0~A15 基本输出：L3L2L1L0null本节小结　用二进制代码表示特定对象的过程称为编码；实现编码操作的电路称为编码器。 　编码器分二进制编码器和十进制编码器，各种编码器的工作原理类似，设计方法也相同。集成编码器均采用优先编码 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 主要掌握编码器的特点和集成优先编码器CD4532及应用。null4.4.2 译码器/数据分配器把代码状态的特定含义 翻译 阿房宫赋翻译下载德汉翻译pdf阿房宫赋翻译下载阿房宫赋翻译下载翻译理论.doc 出来的过程称为译码，实现译码操作的电路称为译码器。唯一地址译码器：将每组输入二进制码转换成一个有效信号。 代码转换器：将一组二进制码代码转换成另一组二进制码代码。 1.译码器的定义与功能null二进制译码器设二进制译码器的输入端为n个，则输出端为2n个，且对应于输入代码的每一种状态，2n个输出中只有一个为1（或为0），其余全为0（或为1）。二进制译码器可以译出输入变量的全部状态，故又称为变量译码器。 图4.4.6表示二进制译码器的一般原理图，它具有n个输入端，2n个输出端和一个使能输入端。在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。图4.4.6 二进制译码器的原理图null由真值表可写出个输出端的逻辑表达式：2线-4线译码器真值表74X139就是满足该真值表的双2线-4线译码器二进制译码器又称n线—2n线译码器实际上，二进制译码器null2线-4线译码器逻辑图null2 .集成电路译码器 二进制译码器 二进制译码器具有n个输入端，2n个输出， 常见集成二进制译码器有双2线-4线译码器74X139， 3线—8线译码器74X138等，主要介绍74HC138nullnull输入：3位二进制代码、输入使能信号 输出：8个互斥的信号，低电平有效null 一个3线-8线译码器能产生3变量函数的全部最小项，利用这一点能方便实现3变量逻辑函数。例4.4.4 用一个3线-8线译码器74HC138实现函数第二步，将输入变量A 、B、 C分别接到A2、A1、A0端，把函数化为最小项表达式并利用摩根定律变换为与非-与非形式。 可得到： 可见，3线-8线译码器再加上一个与非门，即可实现题目要求，画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。注意按权值对应关系连接译码器实现组合逻辑函数nullnull 一个3线-8线译码器能产生3变量函数的全部最小项，利用这一点能方便实现3变量逻辑函数。 一个n线-2n线译码器能产生n变量函数的全部最小项，利用这一点能方便实现n变量逻辑函数。函数表达式的不进行化简,化为最小项表达式。根据需要用或门或与非门求和。 null译码器扩展例4.4.3 用4片74HC138和1片74HC139构成5线-32线译码器，输入B4B3B2B1B0,输出null输入5位地址中, 低3位按权位对应，多余高位地址译码后控制片选， 使任一组输入编码时，只有一片处于译码状态，只有一个译码有效输出。null　　二-十进制译码器的输入是十进制数的4位二进制编码（BCD码），分别用A3、A2、A1、A0表示；输出的是与10个十进制数字相对应的10个信号，用Y9～Y0表示。由于二-十进制译码器有4根输入线，10根输出线，所以又称为4线-10线译码器。二-十进制译码器1、8421 BCD码译码器　　把二-十进制代码翻译成10个十进制数字信号的电路，称为二-十进制译码器。null真值表null２、集成8421 BCD码译码器74LS42null译码器作顺序脉冲产生电路null显示译码器1、数码显示器　　用来驱动各种显示器件，从而将用二进制代码表示的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器。nullnullb=c=f=g=1，a=d=e=0时c=d=e=f=g=1，a=b=0时共阴极null2、显示译码器真值表仅适用于共阴极LED真值表null常见七段显示译码器有TTL系列的7448，CMOS系列的74HC4511null辅助端功能nullnull 数据分配器 数据分配时将一个数据源来的数据根据需要送到多个不同的通道上去，实现数据分配功能的逻辑电路称为数据分配器。它的作用相当于多个输出的单刀多掷开关，其示意图如图所示。 数据分配器可以用唯一地址译码器实现。时mi=1时,3线-8线译码器74HC138把二进制译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址码输入端，则带使能端的二进制译码器就是数据分配器。nullnull本节小结　把代码状态的特定含义翻译出来的过程称为译码，实现译码操作的电路称为译码器。实际上译码器就是把一种代码转换为另一种代码的电路。 　译码器分二进制译码器、十进制译码器及字符显示译码器，各种译码器的工作原理类似，设计方法也相同。 　二进制译码器能产生输入变量的全部最小项，而任一组合逻辑函数总能表示成最小项之和的形式，所以，由二进制译码器加上或门（或与非门）即可实现任何组合逻辑函数。null4.4.3 数据选择器 数据选择是经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关。其示意图如图所示。 数据选择器的输入数据是通过地址进行选择，若地址输入为n，则可选2n个输入数据。 null4选1数据选择器真值表逻辑表达式地址变量输入数据由地址码决定从４路输入中选择哪１路输出。null逻辑图null74HC153是满足上述功能表的一种双4选1的集成电路数据选择器null2 集成电路数据选择器 74HC151集成电路数据选择器的功能 74HC151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端，可选择D0-D7各数据源，具有两个互补输出端，同相输出端和反相输出端。null n位地址数据选择器通式null 当需要选择多位数据时，可由几个1位数据选择器并联组成，即将它们的使能端连在一起，相应的选择输入端连在一起。数据选择器的扩展位的扩展字的扩展 当需要字扩展时，低位选择输入端分别连在一起，高位选择信号控制使能端。单片使用， 。 例： nullnull数据 选择器的应用数据分配器和数据选择器一起构成数据分时传送系统null用数据选择器实现逻辑函数基本原理数据选择器的主要特点：（1）具有 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与或表达式的形式。即：（2）提供了地址变量的全部最小项。　　因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入Di来选择地址变量组成的最小项mi，可以实现任何所需的组合逻辑函数。（3）一般情况下，Di可以当作一个变量或常量处理。null用数据选择器实现组合逻辑函数的步骤： 1.逻辑函数最小项之和的标准形式；2.确定地址变量,按权值对应关系从控制 端输入；3.确定输入Di来选择地址变量组成的最小项mi （令Di=Li）4.令片选有效，画连线图。null例4.4.7 试用8选1 数据选择器 74HC151产生逻辑函数解：把式 变换成最小项表达式 将上式写成如下形式： L=m3D3+m5D5+m6D6+m7D7 显然D3 、D5 、 D6、D7都应该等于1，而始终没有出现的最小项m0、m1、m2、m4的控制变量D0、D1、D2、D4都应该等于0。由此刻画出该逻辑函数产生器的逻辑图，如图所示。——n个地址变量的数据选择器，实现n个变量的函数。注意：按权值对应,令片选有效nullnull——n个地址变量的数据选择器实现n＋1个变量的函数。例 试用4选1 数据选择器 ½ 74HC153产生逻辑函数分析：3个输入变量中，选择2个作地址变量，从控制端输入（按权值对应关系），多余的一位输入变量从数据输入端输入。函数的标准与或表达式：4选1数据选择器输出信号的表达式：比较L和Y，得：A1=A、A0=B如：令null画连线图A1=A、A0=B令片选有效null上述实现组合逻辑函数的方式是进行公式比较，也称公式法，另外，也可用真值表或卡诺图比较求Di。不再赘述。参PPT或其他教材。null用数据选择器实现逻辑函数基本原理数据选择器的主要特点：（1）具有标准与或表达式的形式。即：（2）提供了地址变量的全部最小项。（3）一般情况下，Di可以当作一个变量或常量处理。　　因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入Di来选择地址变量组成的最小项mi，可以实现任何所需的组合逻辑函数。null基本步骤确定数据选择器确定地址变量 2 1 n个地址变量的数据选择器，不需要增加门电路，最多可实现n＋1个变量的函数。3个变量，选用4选1数据选择器。A1=A、A0=B逻辑函数 1 选用74LS153 2 74LS153有两个地址变量。null求Di 3 （1）公式法函数的标准与或表达式：4选1数据选择器输出信号的表达式：比较L和Y，得： 3 null画连线图 4 4 null求Di的方法（2）真值表法null求Di的方法（3）图形法null用数据选择器实现函数：例①选用8选1数据选择器74LS151②设A2=A、A1=B、A0=C③求Dinull④画连线图null(2)实现并行数据到串行数据的转换输入地址按二进制顺序变化则可实现null本节小结　数据选择器是能够从来自不同地址的多路数字信息中任意选出所需要的一路信息作为输出的组合电路，至于选择哪一路数据输出，则完全由当时的选择控制信号决定。 　数据选择器具有标准与或表达式的形式，提供了地址变量的全部最小项，并且一般情况下，Di可以当作一个变量处理。因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入Di来选择地址变量组成的最小项mi，可以实现任何所需的组合逻辑函数。 　用数据选择器实现组合逻辑函数的步骤：选用数据选择器→确定地址变量→求Di→画连线图。null3线-8线译码器74HC138 和8选1 数据选择器 74HC151的功能和应用是本节的重点，尤其要熟练掌握用其实现组合逻辑函数。 在实现组合逻辑函数时，用译码器实现需加求和门，但多个输出只需一片译码器；用数据选择器实现，可不外加门电路，但多个输出时需多个数据选择器。 null1、用二进制译码器实现逻辑函数②画出用二进制译码器和与非门实现这些函数的接线图。①写出函数的标准与或表达式，并变换为与非-与非形式。null2、用数据选择器实现逻辑函数④画出用两片74HC151实现这些函数的接线图。①写出函数的标准与或表达式。③确定输入Di来选择地址变量组成的最小项mi （令Di=Li）②确定地址变量,按权值对应关系从控制 端输入null用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器，简称比较器。1位数值比较器设A＞B时L1＝1；A＜B时L2＝1；A＝B时L3＝1。得1位数值比较器的真值表。4.4.4 数值比较器null逻辑表达式逻辑图null同理，可得2位数值比较器的真值表和逻辑图null集成数值比较器1.集成数值比较器74HC85的功能若单片使用，IA