第三章---组合逻辑电路课件.ppt
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1、本章要求,理解组合逻辑电路的特点及组合逻辑电路分析、设计的一般原则;熟练掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法。掌握常用组合逻辑电路(编码器、译码器、数据选择器、加法器)的逻辑功能及使用方法;熟悉掌握利用中规模集成译码器和数据选 择器实现一般组合逻辑函数的方法。了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象的产生原因及消除方法。,组合逻辑电路的特点(1),输出函数的一般逻辑表达式:,组合逻辑电路的结构,多输入、多输出电路,各输出函数仅由输入确定,彼此相互独立,3.1 组合逻辑电路的特点,组合逻辑电路的特点(2),组合逻辑电路的两个特点:,(2)在信号关系上,电路的输出只与电路当前的输入有关,与输入加入前的状态
2、无关。,(1)在电路结构上,组合逻辑电路中不存在输出与 输入之间的反馈;,组合逻辑电路的构成:,(1)由SSI集成门芯片构成,(2)由MSI常用集成组合逻辑芯片构成,组合逻辑电路的分析(1),分析要求:,已知电路结构,(输入输出逻辑关系),分析步骤:,由逻辑图得出逻辑函数表达式,并化简;,列真值表;,分析逻辑功能。,(逻辑图),求电路的功能,3.2 组合逻辑电路分析与设计方法,组合逻辑电路的分析(2),求如图所示电路输入与输出的逻辑关系。,解:,由电路的输入开始,逐级写出输出函数,例1,组合逻辑电路的分析(3),例2:分析如图所示电路的逻辑功能,解:,写出输出函数式,列真值表,A B C,F,
3、0 0 0,1,0 0 1,0,0 1 0,0,0 1 1,0,1 0 0,0,1 0 1,0,1 1 0,0,1 1 1,1,分析电路功能,组合逻辑电路的分析(4),例3:图示电路中A、B是数据输入端,K是控制输入端,试分析在控制输入的不同取值下,数据输入A、B和输出间的关系。,写出输出函数式,解:,K A B,0,0 0,0 1,1 0,1 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0 0,0 1,1 0,1 1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,一位二进制数的比较器;,低电平有效,组合逻辑电路的设计(1),设计要求:,设计步骤:,根据功能列出真值表;,写出逻辑
4、函数表达式,化简;,画逻辑电路图。,根据逻辑功能,进行逻辑抽象,即说明逻辑变量,并对变量赋值;,组合逻辑电路的设计(2),例1:设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。,电路由 红、黄、绿三盏灯组成。正常工作时,任何时刻必有一盏而且只允许有一盏灯点亮;其它点亮状态时电路故障,要求发出故障信号。(要求用“与非”门实现),解:,逻辑抽象,(分别表示红、黄、绿三盏灯),输入变量:,A、B、C,“1”:灯亮,“0”:灯不亮,输出变量:,F,(表示报警与否),“1”:报警,“0”:不报警,A B C,F,0 0 0,1,0 0 1,0,0 1 0,0,0 1 1,1,1 0 0,0,1 0 1,1,1
5、 1 0,1,1 1 1,1,组合逻辑电路的设计(3),写出逻辑函数式,1,1,1,1,1,逻辑图,组合逻辑电路的设计(4),例2:分别用“或非”门和“异或”门实现一个组合电路,该电路输入,为三位二进制ABC,输出为F。其功能是:输入的三位数码中,有奇数个“1”时,电路的输出为1,否则为0。,解:,(1)分析设计要求,列出真值表,A B C,F,0 0 0,0,0 0 1,1,0 1 0,1,0 1 1,0,1 0 0,1,1 0 1,0,1 1 0,0,1 1 1,1,(2)由真值表得逻辑表达式,1,1,1,1,组合逻辑电路的设计(5),用“或非”门实现,用“异或”门实现,组合逻辑电路的设计
6、(6),例3:有一火灾报警系统,设有烟感,温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器.为了防止误报警,只有当其中有两种或两种 类型以上的探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生报警控制信号,试设计产生报警控制信号的电路。最少的“与非”门实现电路(要求电路最简)。,解:,逻辑抽象,(分别表示烟感、温感和紫外光),输入变量:,A、B、C,“1”:发出火灾探测信号,“0”:未发出火灾探测信号,输出变量:,F,(表示报警与否),“1”:报警,“0”:不报警,A B C,F,0 0 0,0,0 0 1,0,0 1 0,0,0 1 1,1,1 0 0,0,1 0 1,1,1 1 0,1,1 1 1,1,用画卡
7、诺图化简,F=AC+BC+AB,写出最简“与或”式,组合逻辑电路的设计(7),用与非门实现逻辑电路,组合逻辑电路的设计(8),编码器(Encoder)(1),编码器的功能,能够实现用二进制代码表示各种符号、数字和信息这一编码过程的电路。,编码器的结构,一般编码器的输入端数远大于输出端数,3.3 常用集成组合逻辑电路,编码器(2),编码器,二进制编码器,二-十进制编码器,普通二-十进制编码器,优先二-十进制编码器,普通二进制编码器,优先二进制编码器,编码器的分类,编码器(3),普通二进制编码器,设有4个信号Y0、Y1、Y2、Y3要用二进制代码来表示,编码规则为,要求设计该编码器。,(1)说明变量
8、,输入变量:,Y0、Y1、Y2、Y3,0:信号不出现,1:信号出现,输出变量:,B、A,Y0Y1Y2Y3,BA,两位二进制代码,(2)列出真值表,不允许两个或两个以上的信号同时出现。,编码器(4),(3)写出输出函数表达式,BA=00,为隐含变量,(4)画逻辑图,编码器(5),Y3 Y2 Y1 Y0 B A,0 0 0 1 0 0,0 0 1 0 0 1,0 1 0 0 1 0,1 0 0 0 1 1,输入 B A,Y0 0 0,Y1 0 1,Y2 1 0,Y3 1 1,编码器(6),优先二进制编码器,对所有的输入信号按优先顺序排队,当几个输入信号同时出现时,只对其中优先权最高的一个进行编码。
9、,0 0 0,0 0 1,0 1,1,编码器(7),优先二进制编码器74LS148,逻辑符号,功能表,使能输入端,,时芯片工作,使能输出端,,时无有效信号输入,优先标志输出端,,时表明芯片处于工作状态,当输入为0时,表明该信号出现;,输入优先权最高,反码输出,低电平有效,编码器(8),编码器(9),编码器的级联,如何用74LS148实现对16个输入信号的优先编码?,编码器(10),芯片(1)不工作,输出均为“1”,芯片(2)工作,芯片(1)工作,芯片(2)无输入,输出均为“1”,编码器(11),优先二十进制编码器74LS147,逻辑符号,功能表,低电平有效,译码器(1),译码,译码器的功能,-
10、编码的逆过程,将代码还原为原意的过程。,-实现译码功能的电路,也称为解码器。,译码器的结构,一般译码器的输入端数远少于输出端数,译码器(2),译码器,代码变换译码器,-将数字、文字或符号的代码还原成相应数字、文字、符号并显示出来的电路。,变量译码器,,又称为二进制译码器,-将二进制代码还原为原始输入信号;,-用于不同代码之间的相互转换;,显示译码器,译码器的分类,译码器(3),二进制译码器,以74LS139译码器说明输入与输出的关系,每个输出函数对应输入的一个最小项,因此又称为最小项发生器。,1,0,使能端低电平有效,输出端低电平有效,译码器(4),二进制译码器74LS138,74LS138功
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- 第三 组合 逻辑电路 课件
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