1、,7.1 分立元件门电路简介,7.2 TTL集成门电路,7.3 MOS门电路,7.4 组合逻辑电路的分析,7.6 常用数字集成组合逻辑电路,7.5 组合逻辑电路的设计,第7章 门电路和组合逻辑电路,第7章 目录,已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。,分析步骤：（1）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 （2）对逻辑函数表达式化简（3）根据最简表达式列出真值表（4）由真值表确定逻辑电路的功能,组合逻辑电路：逻辑电路在某一时刻的输出状态仅由该时刻电路的输入信号所决定。,7.4 组合逻辑电路的分析,第7章 7.4,例: 分析下图逻辑电路的功能。,A,B,Y,功能:当A、B取值相同时，输出为1, 是同或
2、电路。,第7章 7.4,例:分析下图逻辑电路的功能。,功能: 当 AB 时, Y1=1;,当 AB 时, Y3=1;,当 A=B 时, Y2=1;,是一位数字比较器,第7章 7.4,例: 分析下图逻辑电路的功能。,A,B,F,功能:当A、B取值不相同时，输出为1。是异或门。,F=,例题,第11章11 3,一、举例,例1、,真值表,逻辑功能： 三位奇偶校验电路或三位判奇电路,逻辑表达式：,例2：试分析图所示逻辑电路的功能。,因此该电路为少数服从多数电路，称表决电路。,（1）逻辑表达式,（2）真值表,（3）判断：,多数输入变量为1，输出F为1；,多数输入变量为0，输出 F为0,例3 分析图3-2逻
3、辑功能 2、列真值表,3、确定逻辑功能 对应A1A0的任意组合F0、F1、F2、F3中只有一个为1，其余都为0，说明输出为高电平有效。,只要观察输出状态就知道输入代码值，这种电路称作译码电路。 综上所述，该电路为高电平有效的译码器电路。,1、写表达式,2、列真值表,例4 分析图3-4逻辑功能,3.确定逻辑功能 由表2看出，A1A0=00时，F=D0；A1A0=01时，F=D1；A1A0=10时，F=D2；A1A0=11时，F=D3。即给A1A0赋以不同代码值，输出端即可获得相应的输入值DI，故此电路具有选择数据输入功能。,根据给定的逻辑要求，设计出逻辑电路图。,设计步骤：（1）根据逻辑要求，定
4、义输入输出逻辑变量，列出真值表 （2）由真值表写出逻辑函数表达式（3）化简逻辑函数表达式（4）画出逻辑图,7.5 组合逻辑电路的设计,第7章 7.5,三 人 表 决 电 路,例：设计三人表决电路,1,0,A,+5V,B,C,R,Y,第7章 7.5,0,1,1,1,0,0,1,0,A,B,C,Y,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,1,真值表,Y=AB+AC+BC,第7章 7.5,三人表决电路,1,0,A,+5V,B,C,R,Y,第7章 7.5,例：设计一个可控制的门电路，要求：当控制端E=0时，输出端 Y=AB；当E=1时，输出端 Y=A+B,Y=EB+EA+AB,第7章
5、7.5,例:电灯控制电路,要求：在三个不同的位置控制同一盏电灯，任何一个开关拨动都可以使灯发生状态改变。即：原来如果灯亮，任意拨动一个开关，灯灭；原来如果灯亮，任意拨动一个开关，灯亮。,(1):设输入为三个开关的状态，用A,B,C表示，每个开关的状态为0,1两种; 输出为灯的状态，用L表示，设0为亮，1为灭. 列写真值表,(2)化简整理,(3)逻辑图,1,1,1,化为与非式,1,1,1,例 用与非门设计一个监控信号灯工作状态电路，信号灯由红、黄、绿三盏灯组成。正常情况下任意时刻一灯亮，其他二灯灭；其他五种情况属故障状态，并发出故障指示。,1、用0、1对变量赋值 取红、黄;绿三盏灯的状态为输入变
6、量,分别用R、A、G表示,并规定灯亮时为1,不亮时为0,取故障信号为输出变量,以F表示之,并规定正常工作状态下F为0,发生故障时F为1报警。 2、根据逻辑功能列真值表 根据题意可列出逻辑真值表。,真值表,3、根据真值表写出表达式 4、逻辑函数化简,5、根据化简函数画逻辑图，如图3-8所示。,如何把一个具体问题抽象为一个逻辑问题是逻辑设计中最困难、也是最重要的一步。如果不能把一个具体问题正确地用逻辑语言进行描述，则逻辑设计就无从谈起。 例 设计一个判别二个n位二进制数之和奇偶性的电路，当二数之和为奇数时电路输出为1，否则输出为0。,设：二数为A=an-1an-1.a1a0B=bn-1bn-2.b
7、1b0二个n位二进制数之和奇偶性取决于a0和b0之和的奇偶性。真值表如下：,例 人类有四种基本血型A、B、AB、O型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则：O型血可以输给任意血型的人，但O型血只能接受O型血；AB型血只能输给AB型，但AB型能接受,所有血型；A型血能输给A型和AB型，但只能接受A型或O型血；B型血能输给B型和AB型，但只能接受B型或O型血。试用与非门设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路。如果输血者与受血者的血型符合规定电路输出1。,F=a0 b0,用变量GH表示输血者血型、 IJ表示受血者的血型，用F表示血型是否符合作为输出变量。 2。真值表:,解： 1。将
8、四种血型进行编码:,3。表达式: F=(0,2,5,6,10,12,13,14,15) 4 。化简:,1,F,6。 画图,例：试用与非门来组成非门、与门及或门。,非门,与门,F=AB,F=A+B,或门,第11章11 3,编码器、译码器、全加器、数据选择器等,7.6.1 编 码 器,编码：用数字或符号来表示某一对象或信号的过程称为编码,n位二进制代码可以表示2n个信号,8421编码：将十进制的十个数0、1、29编成二进制的8421代码,7.6 常用数字集成组合逻辑电路,第7章 7.6,7.6.1 编 码 器,编码器,+5V,R10,D,C,B,A,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,0,1,
9、1,1,第7章 7.6,数字集成编码器T1147,T1147,16 15 14 13 12 11 10 9,1 2 3 4 5 6 7 8,I4 I5 I6 I7 I8 Y2 Y1 地,VCC N Y3 I3 I2 I1 I0 Y0,第7章 7.6,译码是编码的反过程，将二进制代码按编码时的原意翻译成有特定意义的输出量。,7.6.2 译 码 器,1. 变量译码器,若输入变量的数目为n，则输出端的数目N=2n,例如：2线4线译码器、 3线8线译码器、4线16线译码器等。,(1)现以3线8线译码器74LS138为例说明,第7章 7.6,1 2 3 4 5 6 7 8,A0 A 1 A2 SB SC
10、 SA Y7 地,74LS138,16 15 14 13 12 11 10 9,1 2 3 4 5 6 7 8,74LS138管脚图,第7章 7.6,A2 A1 A0,74LS138 真值表,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,0 1 1 1 1 1 1 1,1 0 1 1 1 1 1 1,1 1 0 1 1 1 1 1,1 1 1 0 1 1 1 1,1 1 1 1 0 1 1 1,1 1 1 1 1 0 1 1,1 1 1 1 1 1 0 1,1 1 1 1 1 1 1 0,第7章 7.6,1,A0,A2,A2,A1,A1,A0,.,第7章 7.6,任何一个三输入变量的逻辑函数
11、都可以用74LS138 和一个与非门来实现。,例：用74LS138实现Y=AB+BC,第7章 7.6,例：用74LS138构成八路数据分配器。,D,选择控制端 A2A1A0,第7章 7.6,2. 显示译码器,a,b,f,g,e,c,d,f g,a b,e d,c ,+,a b c d e f g,+,+,+,+,+,(1)数码显示器(数码管)：用来显示数字、文字或符号。,共阴极接法,共阳极接法,第7章 7.6,74LS248,16 15 14 13 12 11 10 9,1 2 3 4 5 6 7 8,A1 A2 LT IB/YBR IBR A3 A0 地,VCC Yf Yg Ya Yb Yc
12、 Yd Ye,YaYg: 译码器输出端，与共阴极半导体数码管中对应字段ag的管脚相连。,（2）. 74LS248七段字形显示译码器,显示译码器有四个输入端，七个输出端。它将8421码译成七个 输出信号以驱动七段LED显示器。,A3A0：8421码输入端。,第章 6,74LS248七段字形显示译码器的真值表,A3 A2 A1 A0,Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg,显示 字形,0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 0,0 0 0 1,0 1 1 0 0 0 0,1 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1,1 0 0 1,1 1 1 0 1 1 1,第7章 7.6,A3 A2 A1 A0
13、,Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg,a b c d e f g,R,+5V,74LS248,数码管,A3 A2 A1 A0,74LS248与数码管的连接,第7章 7.6,0000,0010,1,1,1,0000,0000,0111,0011,0,灭 零 控 制 示 意 图,2,0,7 .,0,3,A3 A2 A1 A0,第7章 7.6,灭0输入/出(脉冲消隐) （不显示，其它数码正常显示）,7.6.3 加 法 器,两个二进制数相加，称为“半加”，实现半加操作的电路叫做半加器。,C=AB,半加器逻辑图,半加器逻辑符号,1.半加器,第7章 7.6,被加数、加数以及低位的进位三者相加称 为“
14、全加”，实现全加操作的电路叫做 全加器。,Cn=S Cn-1+An Bn,2. 全加器,第7章 7.6,全加器逻辑符号,由半加器及或门组成的全加器,第7章 7.6,例：试构成一个三位二进制数相加的电路,Ci S i,Ai Bi Ci-1,Ci S i,Ai Bi Ci-1,Ci S i,Ai Bi Ci-1,S0,S1,S2,C2,A2 B2,A1 B1,A0 B0,第7章 7.6,每一位产生的进位信号被依次传递到下一位，运算必须是逐位进行的。 C2要在C1稳定后才能得到，C1又要等C0稳定后才能得到。,特点：结构简单，运算速度较慢,例：试用74LS183构成一个四位二进制数相加的电路,S0,
15、S1,S2,C3,A2 B2,A1 B1,2Ci 2S 1Ci 1S,2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -1,74LS183,2Ci 2S 1Ci 1S,2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -1,74LS183,S3,A0 B0,A3 B3,74LS183是加法器集成电路组件，含有两个独立的全加器。,第7章 7.6,例:用全加器构成五人表决 电路,Ci S i,Ai Bi Ci-1,Ci S i,Ai Bi Ci-1,Y,A B C,D E,1,2,3,A B C,1 1 1,0 0 0,0 1 1,1 1 0,0 0 1,1 0 0,DE状态,Y,无须判别,无须判别,只要有一个1,全为0,全为1,只要有一个0,1,0,1,0,1,0,A、B、C、D、E 为五个输入量； Y为输出量。,第7章 7.6,
