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8.1组合逻辑电路的分析与设计8.1.1组合逻辑电路的分析8.1.2组合逻辑电路的设计8.2常用中规模组合逻辑电路8.2.1编码器8.2.2译码器8.2.3数据选择器和数据分配器8.2.4数值比较器小结本模块主要内容
8.1组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路:输出仅由输入决定,与电路的原状态无关。单输出组合逻辑电路:只有一个输出量。多输出组合逻辑电路:含有一个以上的输出量。组合逻辑电路框图X1XnX2Y2Y1Yn......组合逻辑电路输入输出
8.1.1组合逻辑电路的分析已知逻辑电路确定逻辑功能逻辑图1分析步骤:逻辑表达式最简表达式2输入到输出逐级写出3化简真值表电路的逻辑功能4确定
例1:组合电路如图,试分析其逻辑功能AB..AB.A..ABB.ABS思考CS=AABBAB...S=AABBAB...C=AB=AB写逻辑表达式1
S=AABBAB...=AAB+BAB..=AB+AB反演律=A(A+B)+B(A+B)..反演律=AAB+BAB..C=AB=AB还原律化简2
S=AB+AB=AB列真值表3ABS001100111001C0001输入相同输出为“0”,输入相异输出为“1”,称为“异或”逻辑关系。这种电路称“异或”门。
若把A、B看成是两个二进制数,则S是二者之和,C是进位。该电路只能进行本位加数、被加数的加法运算而不考虑低位进位,因而称为半加器。确定逻辑功能4半加器逻辑图及逻辑符号=1..ABSCCOABSC?
8.1.2组合逻辑电路的设计根据逻辑功能要求确定逻辑电路电路功能描述1分析步骤:真值表逻辑表达式或卡诺图23化简最简表达式逻辑变换4逻辑电路图5确定
例2:在举重比赛中,有一名主裁判和两名副裁判。当两名以上裁判(必须包括主裁判在内)认为运动员上举杠铃合格,按动电钮,裁决合格信号灯才亮。试用与非门设计该电路。分析解:设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;按下电钮为1,不按为0。表示成功与否的灯为Y,合格为1,否则为0。
根据逻辑要求列真值表1由真值表写出逻辑表达式2
Y=AB+AC111卡诺图化简3画逻辑电路图54逻辑变换
例3:设计一个能比较两个一位数字大小的逻辑电路。解:设两个一位数分别为A,B.当AB时,Y1=1,当A=B时,Y2=1,当AB时,Y3=1列真值表1
写逻辑表达式2画逻辑电路图3
解:设Ai、Bi:被加数与加数,Ci-1:相邻低位来的进位,Si:本位的和,Ci:本位的进位。例4:试设计一位全加器——即能同时进行本位数和相邻低位的进位信号的加法运算电路。0001110100111010101001010011100110111000AiBiCiSiCi1根据逻辑要求列真值表
由真值表画出卡诺图并写出逻辑表达式2
化简3化简3逻辑变换44逻辑变换本位的和:本位的进位:
确定逻辑电路图5AiBiCi-1SiCiCO?CI全加器的逻辑电路与逻辑符号
用与门和或门实现
7.2.1编码器8.2常用中规模组合逻辑电路编码:用符号或数码表示特定对象的过程。能够实现编码功能的电路称为编码器。(1)二进制编码器将若干个特定含义的输入信号编为二进制代码的电路,称为二进制编码器。要表示N个信息所需的n位二进制代码应满足:2n?N
三位二进制编码器常见的编码器有8线-3线(有8个信号输入端,3个二进制码输出端),16线—4线等。要求:编码器在任意时刻只能有一个输入端有效,即当一个输入信号为高电平时,其余输入信号均为低电平。应用:对输入要求太苛刻,在实际中很少使用。
真值表
97615123451011121314优先编码器74LS148符号优先编码器74LS148:八个输入信号端,三个输出端,一个S输入使能端和二个
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