《数字逻辑电路》PPT课件

《《数字逻辑电路》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数字逻辑电路》PPT课件（100页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第第5章章 数字逻辑电路数字逻辑电路 电子技术基础电子技术基础目录目录 数数字电电路概概述 5.2 5.2 数数制 5.3 5.3 基本逻辑门电逻辑门电路 组组合逻辑电逻辑电路 5.5 5.5 编码编码器 译码译码器 实实例综综合分析 5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述5.1.1 5.1.1 数数字信号与号与模拟拟信号号 模拟拟信号号:时间时间和数值数值上都是连续连续变变化的电电信号号。数数字信号号:时间时间上和幅值值上都是离散的的电电信号号。下一页 返回(a)(a)模拟信号模拟信号 （b b）数字信号）数字信号5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述5.1.2 5.1.2 数数字电电路

2、的特点 1 1数数字电电路中数数字信号号是用二值值量来来表示的，每一位数数只有0 0和1 1两种状态两种状态。2 2由于数数字电电路采用二进进制，所以能够应够应用逻辑逻辑代数数这这一工具进进行研研究。3 3由于数数字电电路结构简单结构简单，又允许许元件参数参数有较较大的离散性，因此便于集成化。下一页上一页返回5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述5.1.3 5.1.3 数数字电电路的分类类 1 1数数字电电路按组组成的结构结构可分为为分立元件电电路和集成电电路两两大类类。2 2按电电路所用器件的不同，数数字电电路又可分为为双极双极型和单极单极型电电路。3 3根据电电路逻辑逻辑功能的不同，又可

3、分为为组组合逻辑电逻辑电路和时时序逻辑电逻辑电路两两大类类。下一页上一页返回5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述5.1.4 5.1.4 数数字电电路的应应用 由于数数字电电路的一系列特点，使它它在通信、自动动控制、测测量仪仪器等各个个科学学技术领术领域中得到广泛应应用。当当代最杰出的科技成果-计计算机，就是它它最典型的应应用例子。下一页上一页返回5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述5.1.5 5.1.5 脉冲信号号1 1、常见见脉冲信号号波形常见见的脉冲信号号波形，如图图所示。下一页上一页返回5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述(1)(1)脉冲幅度U Um m:脉冲电压电压的最大变

4、变化幅度。(2)(2)脉冲宽宽度t tw w:脉冲波形前后沿m m处处的时间间时间间隔。(3)(3)上升时间时间t tr r:脉冲前沿从从m m上升到m m所需要的时时间间。上一页返回 2.2.矩形脉冲波形参数矩形脉冲波形参数 非理想的矩形脉冲波形是一种最常见的脉冲信非理想的矩形脉冲波形是一种最常见的脉冲信号，如图号，如图5-35-3所示。所示。下一页5.1 5.1 数字电路概述数字电路概述 (4)(4)下降时间时间t tf f:脉冲后沿从从下降到m m所需要的时间时间。(5)(5)脉冲周期T:T:在周期性连续连续脉冲中，两个两个相邻邻脉冲间间的时间间时间间隔。(6)(6)占空比q:q:指脉冲

5、宽宽度t tw w与与脉冲周期T T的比值值。上一页返回下一页5.2 5.2 数制数制 5.2.1 5.2.1 十进进制数数 1.1.每一位数数是0 09 9十个数个数字符号号中的一个个，这这些基本数数字符号称为数码号称为数码。2.2.每一个数个数字符号号在不同的数数位代表的数值数值不同，即使同一数数字符号号在不同的数数位代表的数值数值也不同。3.3.十进进制计数规计数规律是“逢十进进一”。下一页 返回5.2 5.2 数制数制 十进进制数数的任意一个个n n位的正整数数都可以用下式表示:式中i i为为第i i位的系数数，它为它为0 09 9十个数个数字符号号中的某一个数个数；1010i i为为

6、第i i位的权权；NN1010中下标标1010表示N N是十进进制数数。下一页上一页返回n-1n-21010n-1n-21010N=10+10+10+1010niii5.2 5.2 数制数制 5.2.2 5.2.2 二进进制数数 二进进制数数采用两个数两个数字符号号，所以计数计数的基数为数为2 2。各位数数的权权是2 2的幂幂，它它的计数规计数规律是“逢二进进一”。N N位二进进制整数数NN2 2的表达达式为为式中，NN2 2表示二进进制数数；i i为为第i i位的系数数，只能取0 0和1 1的任一个个；2 2i i为为第i i位的权权。下一页上一页返回n-1n-2102n-1n-21010N

7、=2+2+2+2=2 niii5.2 5.2 数制数制 5.2.3 5.2.3 八进进制数数 在八进进制数数中，有0 07 7八个数个数字符号号，计数计数基数为数为8 8，计计数规数规律是“逢八进进一”，各位数数的权权是8 8的幂幂。n n位八进进制整数数表达达式为为 下一页上一页返回n-1n-2108n-1n-21010N=8+8+8+8=8niii5.2 5.2 数制数制 5.2.4 5.2.4 十六进进制数数 在十六进进制数数中，计数计数基数为数为1616，有十六个数个数字符号号:0:0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D

8、D、E E、F F。计数规计数规律是“逢十六进进一”。各位数数的权权是1616的幂幂，n n位十六进进制数数表达达式为为 下一页上一页返回n-1n-21016n-1n-21010N=16+16+16+1616niii5.2 5.2 数制数制 5.2.5 5.2.5 不同进进制数数之间间的相互转换转换 1.1.二进进制、八进进制、十六进进制数转换数转换成十进进制数数 只要将将二进进制、八进进制、十六进进制数数按各位权权展开开，并并把各位的加权权系数数相加，即得相应应的十进进制数数。下一页上一页返回一个个二进进制数数N210101000，试试求对应对应的十进进制数数。解:N210101000212

9、7+125+12310128+32+81016810即:101010002168105.2 5.2 数制数制 下一页下一页上一页返回求八进进制数数N8217所对应对应的十进进制数数。解:N82178282+181+78010128+64+71019910即:217819910 5.2 5.2 数制数制 下一页上一页返回求十六进进制数数N16A816所对应对应的十进进制数数。解:N16A81610161+816010160+81016810即 A816168105.2 5.2 数制数制 下一页上一页返回5.2 5.2 数制数制 2.2.十进进制数转换数转换成二进进制数数 将将十进进制数转换数转换

10、成二进进制数数可以采用除2 2取余法，步骤骤如下:第一步:把给给出的十进进制数数除以2 2，余数为数为0 0或1 1就是二进进制数数最低位0 0第二步:把第一步得到的商再除以2 2，余数数即为为1 1第三步及以后各步:继续继续相除、记记下余数数，直到商为为0 0，最后余数数即为为二进进制数数最高位。下一页上一页返回5.2 5.2 数制数制将将十进进制数数1010转换转换成二进进制数数。解:所以所以10103210 10102下一页上一页返回5.2 5.2 数制数制 3.3.二进进制与与八进进制、十六进进制的相互转换转换 （1 1）二进进制与与八进进制之间间的相互转换转换 因为为三位二进进制数数

11、正好表示0 07 7八个数个数字，所以一个个二进进制数转换数转换成八进进制数时数时，只要从从最低位开开始，每三位分为为一组组，每组组都对应转换为对应转换为一位八进进制数数。若最后不足三位时时，可在前面加0 0，然后按原来来的顺顺序排列就得到八进进制数数。反之，如将将八进进制数转换数转换成二进进制数数，只要将将每位八进进制数写数写成对应对应的三位二进进制数数，按原来来的顺顺序排列起来来即可。下一页上一页返回5.2 5.2 数制数制试将试将二进进制数数101010002转换转换成八进进制数数。解:010 101 000 2 5 0即:1010100022508下一页上一页返回5.2 5.2 数制数

12、制试将试将八进进制数数2508转换为转换为二进进制数数。解：2 5 0 010 101 000即即:2508101010002下一页上一页返回5.2 5.2 数制数制 （2 2）二进进制数与数与十六进进制数数之间间的相互转换转换因为为四位二进进制数数正好可以表示O OF F十六个数个数字，所以转换时转换时可以从从最低位开开始，每四位二进进制数数分为为一组组，每组对应转换为组对应转换为一位十六进进制数数。最后不足四位时时可在前面加0 0，然后按原来顺来顺序排列就可得到十六进进制数数。反之，十六进进制数转换数转换成二进进制数数，可将将十六进进制的每一位，用对应对应的四位二进进制数来数来表示。上一页

13、返回下一页5.2 5.2 数制数制试将试将二进进制数数101010002转换转换成十六进进制数数。解:1010 1000A 8即即:101010002A816上一页返回下一页5.2 5.2 数制数制试将试将十六进进制数数A816转换转换成二进进制数数。解:A 81010 1000即即:A816 101010002上一页返回下一页5.3.1 基本逻辑关系基本逻辑关系 与逻辑举例：与逻辑举例：设设1 1表示开关闭合或灯亮；表示开关闭合或灯亮；0 0表示开关不闭合或灯不表示开关不闭合或灯不亮亮;5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 1.1.与与逻辑逻辑当决定某一事件的各个条件全部具备时，这件事才当决

14、定某一事件的各个条件全部具备时，这件事才会发生，否则这件事就不会发生，这样的因果关系称为会发生，否则这件事就不会发生，这样的因果关系称为“与与”逻辑逻辑关系。关系。BAF若用逻辑表达式若用逻辑表达式来描述，则可写为来描述，则可写为上一页返回下一页 若用逻辑表达式来描述，若用逻辑表达式来描述，则可写为：则可写为：F FA A+B B 上一页返回下一页 或或逻辑举例：逻辑举例：5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 2 2或运运算当决当决定一件事情的几个条个条件中，只要有一个个或一个个以上条条件具备备，这这件事情就发发生。我们们把这种这种因果关关系称为称为或逻辑逻辑。非逻辑举例非逻辑举例：若用逻辑表

15、达式来描述，若用逻辑表达式来描述，则可写为：则可写为：3.非非逻辑逻辑:决定事件只有一个条件，当这个条件具备时事件就不会发生；决定事件只有一个条件，当这个条件具备时事件就不会发生；条件不存在时，事件就会发生。这样的关系称为条件不存在时，事件就会发生。这样的关系称为“非非”逻辑关系。逻辑关系。AF0110F A 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页4.其他常用逻辑运算其他常用逻辑运算 (2)(2)或非 由或运运算和非运运算组组合而成。A BF0 00 11 01 11110 (1)1)与非与非 由与运算和非运算组合而成。由与运算和非运算组合而成。A BF0 00 11 01 11

16、000FBA FAB 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页(3)(3)异或异或 异异或是一种种二变变量逻辑运逻辑运算，当两个变当两个变量取值值相同时时，逻辑逻辑函数值为数值为0 0；当两个变当两个变量取值值不同时时，逻辑逻辑函数值为数值为1 1。异异或的逻辑逻辑表达达式为为：BAFA BF0 00 11 01 10110 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页(4)(4)同或同或:同或是一种种二变变量逻辑运逻辑运算，当两个变当两个变量取值值相同时时，逻辑逻辑函数值为数值为；当两个变当两个变量取值值不同时时，逻辑逻辑函数值为数值为。异异或的逻辑逻辑表达达式为为：AF

17、 BA BF0 00 11 01 11001 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页一、分立元件门电路一、分立元件门电路 1.与门电路与门电路5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 5.3.2 门电路门电路LAB+VDD3k（+5V）RCC21&ABL=AB上一页返回下一页 2.或门电路或门电路ABLDD12R3kABL=A+B1 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页3.三极管非门电路三极管非门电路+VALT123RRbCCC（+5V）AL=AL=AA11 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页4.与非门电路与非门电路ABCL+VDDD123DD1R2

18、3CC（+5V）R1RcT45P3k1k4.7k 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页二、集成逻辑门电逻辑门电路 （一）TTLTTL集成逻辑门电逻辑门电路 TTLTTL集成逻辑门电路是三极管集成逻辑门电路是三极管-三极管逻辑门电路的简称，三极管逻辑门电路的简称，是一种双极型三极管集成电路。是一种双极型三极管集成电路。1 1TTLTTL集成门电门电路产产品系列及型号号的命名法 下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页 TTL TTL器件型号组成的符号及意义器件型号组成的符号及意义 2 2常用常用TTLTTL集成门

19、芯片集成门芯片 74X74X系列为标准的系列为标准的TTLTTL集成门系列。下表列出了几种常集成门系列。下表列出了几种常用的用的74LS74LS系列集成电路的型号及功能。系列集成电路的型号及功能。下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路型型 号号逻辑功能逻辑功能型型 号号逻辑功能逻辑功能74LS002输入端四与非门74LS273输入端三或非门74LS04六反相器74LS204输入端双与非门74LS082输入端四与门74LS214输入端双与门74LS103输入端三与非门74LS308输入端与门74LS113输入端三与门74LS322输入端四或门下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电

20、路基本逻辑门电路 （1 1）74LS0874LS08与门集成芯片与门集成芯片 常用的常用的74LS0874LS08与门集成芯片，它的内部有四个二输入的与门集成芯片，它的内部有四个二输入的与门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。与门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。5.3 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路（2 2）74LS3274LS32或门集成芯片或门集成芯片 常用的74LS3274LS32或门门集成芯片，它它的内内部有四个个二输输入的或门门电电路，其外引脚图图和逻辑图逻辑图如下下图图所示。下一页上一页返回5.3 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路（3）74LS04非门集成芯片非门集成

21、芯片 常用的常用的74LS0474LS04非门集成芯片，它的内部有六个非门电路，其非门集成芯片，它的内部有六个非门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。外引脚图和逻辑图如下图所示。下一页上一页返回5.3 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路（4）74LS00与非门集成芯片与非门集成芯片 常用的常用的74LS0074LS00与非门集成芯片，它的内部有四个二输入与非门集成芯片，它的内部有四个二输入与非门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。与非门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。下一页上一页返回5.3 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路（5）74LS02或非门集成芯片或非门集成芯片 常用的常用的7

22、4LS0274LS02或非门集成芯片，它的内部有四个二输入或非门集成芯片，它的内部有四个二输入或非门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。或非门电路，其外引脚图和逻辑图如下图所示。下一页上一页返回 当当EN=1=1时时，输输出为为高阻状态状态。所以，这这是一个个低电电平有效的三态门态门。AF 工作原理：工作原理：当当EN=0=0时，时，为为正常的非门，输出正常的非门，输出 3.TTL 3.TTL三态输态输出与与非门电门电路TTLTTL与与非门电门电路的系列产产品中除了上述的与与非门门外，其他类类型还还有集电极开电极开路的与与非门门(简称简称OCOC门门)、三态输态输出门门等，可以实现实现各种逻辑

23、种逻辑功能和控制作用。5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页（二）CMOSCMOS门电门电路CMOSCMOS门电门电路是由PMOSPMOS管和NMOSNMOS管构构成的一种种互补对称场补对称场效应应管集成门电门电路。（1 1）CMOSCMOS与与非门门图图5-225-22FAB下一页上一页返回FAB（2）CMOS或非门或非门图图5-23（3）CMOS三态门三态门 图图5-24 FA 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路CMOSCMOS门电门电路的主要特点是:功耗低 电电源电压电压范围宽围宽 抗干扰扰能力强。制造工艺较简单艺较简单。集成度高，宜于实现实现大规规模集成。下一页上一页返

24、回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路1 1CMOSCMOS门电门电路系列及型号号的命名法 下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路2.2.常用TTLTTL、CMOSCMOS集成基本门电门电路见见下下表。下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 对对于或非门门及或门门，一种种是直接接地；另一种种是与与有用的输输入端并联并联使用。对于与非门及与门，一种是对于与非门及与门，一种是直接接电源正端，或通过一个上拉直接接电源正端，或通过一个上拉电阻电阻（1 13 3kW W）接电源正端；）接电源正端；另另一种和已使用的输入端并联使用一种和已使用的输入端并联使用V&CCBA&

25、AB（a）（b）1ABBA（a）（b）15.3.3 TTL5.3.3 TTL门电门电路和MOSMOS门电门电路的使用 1.TTL1.TTL门电门电路的使用 （1 1）多余输输入端的处处理 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路上一页返回下一页（2 2）TTLTTL电电路使用注意事项项电电路输输入端不能直接与与高于，低于的低电电阻电电源连连接，否则则因为为有较较大电电流流入器件而烧烧毁器件。除三态门态门和OCOC门门之外，输输出端不允许许并联并联使用，否则则会烧会烧毁器件。防止从电从电源连线连线引入的干扰扰信号号，一般在每块插块插板上电电源线线接去藕电电容，以防止动态动态尖锋电锋电流产产生的干扰扰

26、。系统连线统连线不宜过长过长，整个个装置应应有良好的接地系统统，地线线要粗、短。下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 2.M0S2.M0S门电门电路的使用 （1 1）多余输输入端的处处理 MOS电电路的多余输输入端绝对绝对不允许许处处于悬悬空状态状态，否则会则会因受干扰扰而破坏逻辑状态逻辑状态。MOSMOS与与非门门、或非门门多余输输入端的处处理方法与与TTLTTL与与非门门、或非门门多余输输入端的处处理方法相同下一页上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 （2 2）MOSMOS电电路使用注意事项项 要防止静电损静电损坏。操作人员应尽员应尽量避免穿着易产产生静电静电

27、荷的化纤纤物，以免产产生静电静电感应应。焊焊接MOSMOS电电路时时，一般电电烙铁铁容量应应不大于20W20W，烙铁铁要有良好的接地线线，焊焊接时时利用断电断电后余热热快速焊焊接，禁止通电电情况况下焊焊接。上一页返回 5.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 5.4.1 5.4.1 逻辑逻辑代数数1.1.逻辑逻辑代数数的基本定律 下一页返回上一页证证明反演律BAABBABAA证明证明吸收吸收律律 证：BAA BABBA)(BABAABBABAABAB)()(AABBBABA5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 上一页返回下一页2 2逻辑逻辑代数数的代入规则

28、规则在任何一个逻辑个逻辑等式中，将将等式两边两边相同的部分用一个个新的变变量代替，等式仍然成立。这个规则这个规则就称为称为代入规则规则。下一页上一页返回例如，已知例如，已知BABA，利用代入规则将等式中的利用代入规则将等式中的B用新变量用新变量BC代替，则等式将变成代替，则等式将变成 BCABCACBACBA5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 3 3逻辑逻辑函数数的化简简一个逻辑个逻辑函数数可以有许许多种种不同的表达达式 例:FABC 与与或表达达式(AC)(B)或与与表达达式 与与非与与非表达达式 对对于逻辑逻辑代数数中的基本运运算，都可用相应应的门电

29、门电路实现实现，因此一个逻辑个逻辑函数数式，一定可以用若干门电门电路的组组合来实现来实现。逻辑电逻辑电路，按其列出的逻辑逻辑函数数表达达式越简单简单，也越有利于简简化对电对电路逻辑逻辑功能的分析，所以必须对逻辑须对逻辑函数进数进行化简简。ACAAB上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.10 化简简 解:=A BABAFBABAF)(BBA上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.11 化简简 CBCABAF解：CBCABAFCBAACABA)(CBACBACABA)1()1(BCACBACABA=上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电

30、路例5.12 化简简 CBAAF)(CBAAF)(CBAACBAAA)(CBACBA=解：上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 例5.13 将将 变为变为与与非与与非式。CABAFCABAF解解：CABACABA=上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 4 4逻辑图逻辑图、逻辑逻辑表达达式及逻辑状态逻辑状态表的相互转换转换 (1)(1)将逻辑图变换将逻辑图变换成逻辑逻辑函数数表达达式 (2)(2)根据逻辑逻辑函数数表达达式填写逻辑状态填写逻辑状态表(3)(3)将逻辑状态将逻辑状态表变换变换成逻辑逻辑函数数表达达式 (4)(4)将逻辑将逻辑函数数式转换为逻辑

31、图转换为逻辑图 下一页上一页返回5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.14 写写出图图5-30所示逻辑电逻辑电路的逻辑逻辑函数数表达达式。图5-30 例5.14 逻辑电路 解解：BAF1BAF2BABAFFF21上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.15 写写出图图5-31 所示的逻辑电逻辑电路的逻辑逻辑函数数表达达式。解：图5-31 例5.15 逻辑电路BAF1CAF2CBF3321FFFFCBCABA利用反演律可将上式化为利用反演律可将上式化为CBCABAF上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.16 列出 的逻辑状态逻辑状态表。BAB

32、AF变变量组组合输输 入输输 出ABF00011011BABABAAB0110上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路例5.17 某逻辑关逻辑关系的逻辑状态逻辑状态表如表5-7所示，用逻辑逻辑函数数式表达该逻辑关达该逻辑关系。输 入输 出ABF001010100111表5-7步骤步骤:首先写出状态表中对应于首先写出状态表中对应于Fl的输入变量组合。对于每一种变量的输入变量组合。对于每一种变量组合用逻辑乘法将输入变量连接起来组合用逻辑乘法将输入变量连接起来 逻辑加法将各个逻辑加法将各个Fl的输入变量的输入变量组合连接起来组合连接起来 按照上述步骤写出表按照上述步骤写出表5-7所所

33、对应的逻辑函数式为对应的逻辑函数式为:BABAF上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路 例将逻辑将逻辑表达达式 转换为逻转换为逻辑图辑图。CBABAF)(解：逻辑乘法用与门实现，逻辑加法用或门实现，非运算用非门实现，解：逻辑乘法用与门实现，逻辑加法用或门实现，非运算用非门实现，与非与非式用与非门实现，即可得到逻辑函数表达式相对应的逻辑图与非与非式用与非门实现，即可得到逻辑函数表达式相对应的逻辑图。上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路5.4.2 5.4.2 组组合逻辑电逻辑电路的分析 一般分析步骤骤如下:1.1.写写出已知逻辑电逻辑电路的函数数表达达式。方法

34、是直接从输从输入到输输出逐级写级写出逻辑逻辑函数数表达达式。2.2.化简逻辑简逻辑函数数，得到最简逻辑简逻辑表达达式。3.3.列出真值真值表。4.4.根据真值真值表或最简逻辑简逻辑表达达式确定电电路功能。组组合电电路分析的一般步骤骤，可用图图5-435-43所示框图图表示。下一页上一页返回5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路下一页上一页返回图5-43 例例1 试分析图试分析图5-44 电路的逻辑功能电路的逻辑功能1）从输入到输出逐级写出输出端）从输入到输出逐级写出输出端的函数表达式的函数表达式解解：AF 1BF 2BABAF3BABAF4BABAFFF43（2）对表达式进行化简）对表达式进

35、行化简BABAFBABA)(BABAABBA=（3）列出函数真值表，见表所示。）列出函数真值表，见表所示。ABF001010100111由式和表可知，图由式和表可知，图5-44 是一个是一个同或同或门门 图5-44 5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路上一页返回下一页例例2 试分析图试分析图5-45 电路的逻辑功能。电路的逻辑功能。图 5-45（1）逐级写出输出端的逻辑表达式）逐级写出输出端的逻辑表达式 BAF1CBACFF1（2）上）上 式已是最简，故可不用化简。式已是最简，故可不用化简。（3）列真值表）列真值表 ABCF00000011010101101001101011001111(

36、4)确定电路功能确定电路功能由表可知，当由表可知，当A、B、C的取值组合中，的取值组合中，只有奇数个只有奇数个1时，输出为时，输出为1，否则为，否则为0，所以图所以图5-45电路为电路为3位奇偶检验器位奇偶检验器。5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路5.4.3 5.4.3 组组合逻辑电逻辑电路的设计设计 1.1.将给将给出的实际逻辑问题实际逻辑问题进进行逻辑逻辑抽象。2.2.根据给给定的因果关关系列出真值真值表。3.3.根据真值真值表写写出相应应的逻辑逻辑表达达式，然后进进行化简简，并并转换转换成命题题所要求的逻辑逻辑函数数表达达式。

37、4.4.根据化简简或变换变换后的逻辑逻辑函数数表达达式，画画出逻辑电逻辑电路图图。上一页返回下一页上一页返回下一页 例例1 试用与非门设计一个在三个地方均可对同一盏灯进行控制试用与非门设计一个在三个地方均可对同一盏灯进行控制的组合逻辑电路。并要求当灯泡亮时，改变任何一个输入可把灯熄的组合逻辑电路。并要求当灯泡亮时，改变任何一个输入可把灯熄灭；相反，若灯不亮时，改变任何一个输入也可使灯亮。灭；相反，若灯不亮时，改变任何一个输入也可使灯亮。（1）因要求三个个地方控制一盏盏灯，所以设设A、B、C分别为别为三个开关个开关，作为输为输入变变量，并设开关并设开关向上为为1，开关开关向下为为O；Y为输为输出

38、变变量，灯亮为为1，灯灭为灭为0。ABCF00000011010101101001101011001111（3）写表达式、并化简）写表达式、并化简（2）根据逻辑要求，列真值表）根据逻辑要求，列真值表 ABCCBACBACBAF上式已不能化简，即为最简与或表达式。上式已不能化简，即为最简与或表达式。上一页返回下一页5.4 5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路ABCCBACBACBAF（4）画逻辑电路图）画逻辑电路图 因题目要求用因题目要求用与非门与非门电路实现，所以先要将表达式变换为电路实现，所以先要将表达式变换为与非与非-与非与非表表达式，然后根据与非达式，然后根据与非-与非表达式再画逻辑图。见图

39、与非表达式再画逻辑图。见图5-47所示。所示。ABCCBACBACBAF=ABCCBACBACBA图5-47 上一页返回下一页5.4 组合逻辑电路组合逻辑电路5.5 5.5 编码器编码器所谓编码谓编码就是用文字、符号号或数码数码表示某一对对象或信号号的过过程。编码编码器是能够实现编码够实现编码的逻辑电逻辑电路。编码器是一个多输入、多输出的电路。编码器是一个多输入、多输出的电路。通常输入端多于输出端。通常输入端多于输出端。n位二进制代码有位二进制代码有2n个状态，可以表示个状态，可以表示2n个信息个信息。常用的编码器有常用的编码器有二进制二进制编码器、编码器、二二-十进制十进制编码器、编码器、优

40、先优先编码器等编码器等 上一页返回下一页5.5 5.5 编码器编码器5.5.1 二进进制编码编码器 二进进制编码编码器是由n位二进进制数数表示2n个个信号号的编码编码电电路。8线线3线编码线编码器：8个个信号号用一组组三位二进进制数来数来表示 1 1分析要求，确定输输出二进进制位数数下一页上一页返回5.5 5.5 编码器编码器2列真值真值表IY2Y1Y0I0000I1001I2010I3011I4100I5101I6110I71113写表达式写表达式Y2I4I5I6I7Y1I2I3I6I7 Y0I1I3I5I7用用与非与非-与非与非表达式表示为表达式表示为 76542IIIIY76321III

41、IY75310IIIIY4画逻辑图画逻辑图上一页返回下一页76542IIIIY76321IIIIY75310IIIIY上一页返回下一页5.5 编码器编码器5.5 5.5 编码器编码器5.5.2 5.5.2 二十进进制数编码数编码器 将将十进进制数数09编编成二进进制代码码的电电路，称为称为二十进进制编码编码器。例：8421BCD编码编码器 1 1分析要求 要对对10个个信号进号进行编码编码，至少需要4位二进进制代码码。因为为2410，所以二十进进制编编器有十个输个输入和4个输个输出。上一页返回下一页5.5 5.5 编码器编码器2列真值真值表十进制数输入变量8421BCD码Y3Y2Y1Y00I0

42、00001I100012I200103I300114I401005I501016I601107I701118I810009I9100198983IIIIY765476542IIIIIIIIY763276321IIIIIIIIY上一页返回下一页上一页返回下一页5.5 编码器编码器5.6 5.6 译码器译码器 译码译码是编码编码的反过过程，是将给将给定的二进进制代码码翻译译成编码时赋编码时赋予的原意。完成这种这种功能的电电路称为称为译码译码器。5.6.1 5.6.1 二进进制译码译码器例：2 2线线4 4线译码线译码器输输 入输输 出EAB00011100011101010101101101111

43、11110YBAE 1YBAE2YBAE3YABE（2）表达式）表达式 3Y2Y1Y0Y（1）真值表）真值表3Y2Y1Y0Y上一页返回下一页5.6 5.6 译码器译码器（3）画逻辑图画逻辑图 0YBAE 1YBAE2YBAE3YABE上一页返回下一页集成译码器集成译码器:进制译码器进制译码器74138741383 3线线8 8线译码器线译码器CBSTST0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y输输 入输输 出STAA2A1A01111111110111111111000001111111100011011111110010110111111001111101111101001111011110101111

44、11011101101111110110111111111107Y上一页返回下一页5.6 5.6 译码器译码器5.6 5.6 译码器译码器741383线线8线译码器线译码器符号符号上一页返回下一页5.6 5.6 译码器译码器74138741383 3线线8 8线译码线译码器应应用两片两片74LS138组成的组成的4线线-16线译码器线译码器 上一页返回下一页5.6 5.6 译码器译码器74138741383 3线线8 8线译码线译码器应应用YABAC函数发生器函数发生器 上一页返回下一页5.6 5.6 译码器译码器5.6.2 5.6.2 显显示译码译码器 1 1数数字显显示器件 数数字显显示器

45、件按发发光物质质的不同可分为为四类类:气气体放电电显显示器、荧荧光数数字显显示器、半导导体显显示器，液体数数字显显示器下一页上一页返回 2七段数字显示器原理七段数字显示器原理fabcdegDPCOMdcDPefCOMbag 按内部连接方式不同，七段数字显示器分为按内部连接方式不同，七段数字显示器分为共阴极共阴极和和共阳极共阳极两种。两种。3 3BCDBCD七段显显示译码译码器 BCDBCD七段显示译码器能把七段显示译码器能把 “84218421”二一十进制代二一十进制代码译成对应于数码管的七个字段信号，驱动数码管，码译成对应于数码管的七个字段信号，驱动数码管，显示出相应的十进制数码。显示出相应

46、的十进制数码。COMCOMaabbccddeeffggDPDP5.6 5.6 译码器译码器上一页返回下一页上一页返回下一页CT74LS247译码译码器的外形及其引脚排列如下图图所示。5.6 5.6 译码器译码器上一页返回下一页 CT74LS247译码译码器功能表 5.6 5.6 译码器译码器上一页返回下一页5 57 71 1 智力竞赛抢竞赛抢答电电路构构成器 下图图所示是一种种4路智力竞赛抢竞赛抢答器的逻辑电逻辑电路图图，按钮钮AN1AN4可以接受4个个人的操作。当当某一个个按钮钮被按下时时，其对应对应的LED灯亮，同时继电时继电器J吸合，同时继电时继电器开开关闭关闭合，电铃电电铃电路被接通使

47、之发发出铃声铃声，此时时其他键键均失效。5 57 7 实例综合分析实例综合分析 5 57 72 2 工作原理分析 在按键键AN1AN4均处处于释释放状态时状态时，各个与个与非门门中与与按键键相连连接的那个输个输入端经经lk电电阻接地，则该输则该输入端可视为视为0电电平，因此各个与个与非门门的输输出端A、B、C、D均为为1，此时时各个与个与非门门中凡标标有A、B、C、D的输输入端也均为为1，与与非门门GE输输出0，继电继电器不动动作。设设按键键ANl先被按下，与与非门门GA输输入高电电平1，因GA其余3个输个输入端原来来已为为1，所以这时输这时输出为为A=O，发发光二极极管LEDl被点亮，提示处

48、处于1号号台抢抢答状态状态。同时时因与与非门门GE有一输输入端为为低电电平，故其输输出为为高电电平，该该高电电平使三极极管T饱饱和，继继电电器吸合，电铃响电铃响。GA输输出A=O的状态状态同时时加到了GB、GC、GD门门的输输入端，因此这这3个门处个门处于关闭状态关闭状态，它们它们的输输出总为总为高电电平，此时时按键键AN2、AN3、AN4不起作用，这这就达达到了抢抢答的目的。5 57 7 实例综合分析实例综合分析 下一页上一页返回图图5-3 5-3 矩形脉冲波形参数矩形脉冲波形参数 返回图图5-22 CMOS5-22 CMOS与非门电路与非门电路返回图图5-23 CMOS5-23 CMOS或非门电路或非门电路 返回 图图5-24 CMOS5-24 CMOS三态门电路三态门电路 返回动画 TTL门返回动画 OC门返回动画 显示器件返回