数电基础 第四章

数电基础 第四章

组合逻辑电路

组合逻辑电路的特点

1.从功能上 ：任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入

2.从电路结构上：不含记忆（存储）元件

逻辑功能的描述

组合逻辑电路的设计方法

1.逻辑抽象

分析因果关系，确定输入/输出变量

定义逻辑状态的含意（赋值）

列出真值表

2.写出函数式

3.选定器件类型

4.根据所选器件：对逻辑式化简，变换，或进行相应的描述

5.画出逻辑电路图

设计举例

设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路

1.抽象

输入变量:红（R）、黄（A）、绿（G）

输出变量：故障信号（Z）

输入变量			输出
R	A	G	Z
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	1	0	1
1	1	1	1

2.写出逻辑表达式

3.选用小规模SSI器件

4.化简

5.画出逻辑图

若干常用组合逻辑电路

编码器

编码：将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码

普通编码器

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
I0	I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7	Y2	Y1	Y0
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0
0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	1
0	0	0	0	1	0	0	0	1	0	0
0	0	0	0	0	1	0	0	1	0	1
0	0	0	0	0	0	1	0	1	1	0
0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1

优先编码器

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）

输 入								输 出
I0	I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7	Y2	Y1	Y0
X	X	X	X	X	X	X	1	1	1	1
X	X	X	X	X	X	1	0	1	1	0
X	X	X	X	X	1	0	0	1	0	1
X	X	X	X	1	0	0	0	1	0	0
X	X	X	1	0	0	0	0	0	1	1
X	X	1	0	0	0	0	0	0	1	0
X	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

实例：74HC148

S`为选通信号

​

Ys`为0时电路工作无编码输入

YEX`为0时，电路工作有编码输入

附加输出信号的状态及含意

控制端扩展功能举例

用两片8线-3线优先编码器扩展16线-4线优先编码器

第一片为高优先权

只有(1)无编码输入时，(2)才允许工作

第(1)片

时表示对

的编码

低3位输出应是两片的输出的“或”

译码器

译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。

集成译码器实例：74HC138

显示译码器

七段显示译码器7448的逻辑图

数据选择器

加法器

半加器，不考虑来自低位的进位，将两个1位的二进制数相加

全加器：将两个1位二进制数及来自低位的进位相加

多位加法器

串行进位加法器

超前进位加法器

基本原理：加到第i位的进位输入信号是两个加数第i位以前各位（0 ~ j-1）的函数，可在相加前由A,B两数确定。

优点：快，每1位的和及最后的进位基本同时产生。

缺点：电路复杂。

数值比较器

用来比较两个二进制数的数值大小

多位数值比较器

原理：从高位比起，只有高位相等，才比较下一位。

比较两个8位二进制数的大小

组合逻辑电路中的竞争-冒险现象

两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争”

因“竞争”而可能在输出产生尖峰脉冲的现象，称为 “竞争-冒险”。