用译码器设计组合逻辑电路例题分析

74LS153译码器组合逻辑电路设计案例分析1、逻辑电路：D3、D2、D1、D0为数据输入端，A1、A0为地址信号输入端，Y 为数据输出端，ST 为使能端，又称选通端，输入低电平有效。

下图7.10为74LS153 管脚排列示意图。

该芯片中存在两个4选1数据选择器。

2Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G15图7.10 74LS153 管脚排列表7.5为74LS153的功能表。

当使能端G 有效时，输出等于地址信号A 、B 所选择的数据信号。

可得输出函数表达式为：3322110C m C m C m C m Y o +++=。

对于一个n 选1的数据选择器，其输出函数为：n n o C m C m Y ++=...0 二、用数据选择器实现组合逻辑函数实现原理：数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出：∑-===++=1200...n i ii n n o c m C m C m Y 而任何一个n 位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式。

对照函数表达式和相应的数据选择器输出函数表达式，可以实现用数据选择器来表示逻辑函数。

实现步骤：(1)根据函数变量选择合适的数据选择器，一般变量个数n 个，选择2n 选1的数据选择器。

(2)将被表示的函数转换成标准与或表达式。

(3)写出选择的数据选择器的输出函数。

(4)对比两函数，使数据选择器的地址端和函数变量一一对应（高位对高位），表达式中出现的最小项相应的输入数据C 为1，否则为0。

(5)画逻辑电路图。

例:用数据选择器和门电路实现AC AB Y +=的组合逻辑电路。

(1) 选择数据选择器：选8选1数据选择器74LS151。

(2) 标准与或表达式756m m m ABC C B A C AB AC AB Y '+'+'=++=+=' (3)写出数据选择器输出函数776655443322110C m C m C m C m C m C m C m C m Y o +++++++=(4)对照上述两表达式，令A=A2，B=A1，C=A0，则n n m m '=，所以，C 0=C 1=C 2=C 3=C 4=0；C 5=C 6=C 7=1。

译码器设计组合逻辑电路案例分析【信息单】一、编码器在数字系统中，把二进制码按一定的规律编排，使每组代码具有特定的含义，称为编码。

具有编码功能的逻辑电路称为编码器。

编码器是一个多输入多输出的组合逻辑电路。

按照编码方式不同，编码器可分为普通编码器和优先编码器；按照输出代码种类的不同，可分为二进制编码器和非二进制编码器。

1．普通编码器普通编码器分二进制编码器和非二进制编码器。

若输入信号的个数N 与输出变量的位数n 满足N =2n ，此电路称为二进制编码器；若输入信号的个数N 与输出变量的位数n 不满足N =2n ，此电路称为非二进制编码器。

普通编码器任何时刻只能对其中一个输入信息进行编码,即输入的N 个信号是互相排斥的。

若编码器输入为4个信号，输出为两位代码，则称为4线-2线编码器(或4/2线编码器)。

2．优先编码器优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的信号进行编码的编码器。

3．集成编码器10线-4线集成优先编码器常见型号为54/74147、54/74LS147，8线-3线常见型号为54/74148、54/74LS148。

4．编码器举例(1)键控8421BCD 码编码器10个按键S 0～S 9代表输入的10个十进制数0～9，输入为低电平有效，即某一按键按下，对应的输入信号为0，输出对应的8421码，输出为4位码，所以有4个输出端A 、B 、C 、D 。

真值表见表7.1，由真值表写出各输出的逻辑表达式为 9898S S S S =+=A76547654S S S S S S S S =+++=B 76327632S S S S S S S S =+++=C 9753197531S S S S S S S S S S =++++=D表7.1键控8421BCD 码编码器真值表(2)二进制编码器用n 位二进制代码对2n 个信号进行编码的电路称为二进制编码器。

3位二进制编码器有 8个输入端3个输出端，所以常称为8线—3线编码器，其功能真值表见表7.2，输入为高电平有效。

译码器、数据选择实现组合逻辑电路的设计（完整电子教案）7.1 利用译码器实现输出控制【项目任务】市电互补控制器中共有4种工作模式，编号0为停机、1为太阳工作、2为市电互补、3为市电模式。

当停机模式时，市电和光伏电不导入；当太阳工作模式，市电不导入，光伏电导入；当市电互补模式，市电和光伏电都导入；当市电模式，市电导入，光伏发电部导入。

利用译码器实现上述组合逻辑电路功能。

图7.1译码器实现输出控制【信息单】一、编码器在数字系统中，把二进制码按一定的规律编排，使每组代码具有特定的含义，称为编码。

具有编码功能的逻辑电路称为编码器。

编码器是一个多输入多输出的组合逻辑电路。

按照编码方式不同，编码器可分为普通编码器和优先编码器；按照输出代码种类的不同，可分为二进制编码器和非二进制编码器。

1．普通编码器普通编码器分二进制编码器和非二进制编码器。

若输入信号的个数N与输出变量的位数n满足N=2n，此电路称为二进制编码器；若输入信号的个数N与输出变量的位数n不满足N=2n，此电路称为非二进制编码器。

普通编码器任何时刻只能对其中一个输入信息进行编码,即输入的N个信号是互相排斥的。

若编码器输入为4个信号，输出为两位代码，则称为4线-2线编码器(或4/2线编码器)。

2．优先编码器优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的信号进行编码的编码器。

3．集成编码器10线-4线集成优先编码器常见型号为54/74147、54/74LS147，8线-3线常见型号为54/74148、54/74LS148。

4．编码器举例(1)键控8421BCD 码编码器10个按键S 0～S 9代表输入的10个十进制数0～9，输入为低电平有效，即某一按键按下，对应的输入信号为0，输出对应的8421码，输出为4位码，所以有4个输出端A 、B 、C 、D 。

真值表见表7.1，由真值表写出各输出的逻辑表达式为 9898S S S S =+=A76547654S S S S S S S S =+++=B 76327632S S S S S S S S =+++=C 9753197531S S S S S S S S S S =++++=D表7.1键控8421BCD 码编码器真值表(2)二进制编码器用n 位二进制代码对2n 个信号进行编码的电路称为二进制编码器。

实验四用译码器实现组合逻辑电路一、 实验目的：学会用译码器实现组合逻辑电路 二、 实验原理：用译码器加上门电路的方法，来实现较复杂的组合逻辑电路，简 单方便。

本实验主要使用的译码器是74LS138。

对门电路的选择以与 非门居多。

72LS138译码器的功能特点： 1、译码器的工作条件： 译码器必须在STa=1时，STb = STc = O 才能正常工作2、译码器实现函数所用门电路的特点:三、 实验仪器及器材：集成块：74LS138 74LS42 74LS20 74LS08 四、 实验内容与步骤：（要求写出各电路的设计步骤，并画出实验电 路图。

）1、设计一个三变量，判断奇数个“ 1”的电路（要求用译码器和 与非门实现）。

1真值表1±£ 垃二山「_£. c D C 匚 EA F Q p- N 2 & E VABC 匚D Y ]NDS1J hp1J 1J- r~~12逻辑表达式Y=ABC+ABC+ABC+ABC= ---------------------3仿真图为2、某工厂有A、B、C三台设备，A、B的功率均为10W, C的功率为20W，这些设备由和两台发电机供电，两台发电机的最大输出功率分别为10W和30W，要求设计一个逻辑电路以最节约能源的方式启、停发电机，来控制三台设备的运转、停止（要求用译码器和与非门、与门实现）。

1真值表 A BC D E0 0 0 0 01 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1112由卡诺图得到逻辑表达式为 D=A/B/C+/AB/C+ABC (247) E=C+AB (13567)3仿真图为1列真值表2函数逻辑表达式Si 二/Ai./Bi.Ci-1+/Ai.Bi./Ci-1+Ai./Bi./Ci-1 + Ci=Ai.Bi+Ai.Ci-1+Bi.Ci-1 3仿真电路图为五、实验体会：通过与“实验三”实现组合逻辑电路的方法的比较, 写出使用自己的体会。

用译码器设计组合逻辑电路例题一、用3线—8线译码器74HC138W门电路实现逻辑函数Y A/B/C/ A/ BC/ ABC。

(要求写出过程，画出连接图)(本题10分)解：(1) 74HC138勺输出表达式为：(2分) Y i/ m：(i 0~7)(2) 将要求的逻辑函数写成最小项表达式：(2分)Y A/B/C/ A/BC/ ABC m0 m2 m7 (m0m1/m7)/(3) 将逻辑函数与74HC138的输出表达式进行比较：设A= A2、B= A1、C= A0,得：Y (m0m1/m7)/ (丫0/丫2/丫7/)/(2分)(4) 可用一片74HC138H加一个与非门就可实现函数。

其逻辑图如下图所示。

(4分)t丫。

Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y a Y7 74HC138A〉A〔A。

Sg S3r ~0ABC +5V d.三、公司A 、8 C 三个股东，分别占有50% 30咧日20%勺股份，试用一片3线-8 线译码器74HC138^若干门电路设计一个三输入三输出的多数表决器， 用丁开会 时按股份大小记分输出通过、平■局和否决三种表决结果。

通过、平■局和否决，分 别用X 、Y 、Z 表示（股东赞成和输出结果均用1表示）。

（12分）（3）画连线图（4分）令 74HC138的地址码 A 2 A,A 1 B,A 0 CX AB /C ABC / ABC 74HC138 A- A* S 〔 Sg S3 == | 二 午 ABC +5Vm 5 m 6 m 7 （m 5m ；m 7）,Y A /BC AB /C / ABC m 3 mu/ / / \ / （m 3m 4） Z A /B /C / A /B /C A /BC / m 0 m 1 m 2 （m 0m ；m ；）/解：（2）歹0写表达式（4四、某学校学生参加三门课程A、B、C的考试，根据课程学时不同，三门课程考试及格分别可得2、4、5分，不及格均为0分，若总得分大丁等丁7分，便可结业。

院系电子信息工程学院班级姓名学号实验名称38译码器实现组合逻辑电路实验日期一、实验目的1．掌握常用集成组合电路的应用；2．掌握译码器的工作原理和特点；3．熟悉集成门电路、译码器的逻辑功能和管脚排列。

二、实验器件1．数字电路实验箱2．集成电路：74LS00、74LS138三、实验原理译码器所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。

译码器可分为三类：变量译码器、码制变换译码器和显示译码器。

变量译码器又称二进制译码器，用以表示输入变量的状态。

对应于输入的每一组二进制代码，译码器都有确定的一条输出线有信号输出。

若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端。

而每一个输出所代表的函数对应于n 个输入变量的最小项。

74LS138为3/8译码器，管脚图如图所示：其中：A2、A1、A0为地址输入端Y0－Y7 为输出端，低电平有效STA、STB、STC 为选通端74LS138功能表如表3-2所示，当STA=1，STB+STC=0时，执行正常的译码操作，地址码所指定的输出端有信号输出（低电平0），其它所有输出端均无信号输出（全为1）。

当STA=0，STB+STC=1，或STA=，STB+STC=1时，译码器被禁止，所以输出同时为1。

指导教师签名院系电子信息工程学院班级姓名学号实验名称38译码器实现组合逻辑电路实验日期三、设计电路，实现四、（1）逻辑电路图（2）原理图指导教师签名院系电子信息工程学院班级姓名学号实验名称38译码器实现组合逻辑电路实验日期（3）实物连接图五、电路功能验证ABC为0，Y为1 A为1，BC为0，Y为0 AB为0，B为1，Y为0指导教师签名院系电子信息工程学院班级姓名学号实验名称38译码器实现组合逻辑电路实验日期AB为0，C为1，Y为0 A为0，BC为1，Y为0 ABC为1，B为1AB为1，C为0，Y为1 AC为1，B为0，Y为0指导教师签名。

第五章 组合逻辑电路典型例题分析第一部分：例题剖析例1．求以下电路的输出表达式：解：例2．由3线－8线译码器Ｔ4138构成的电路如图所示，请写出输出函数式．解：Y = AC BC ABC= AC +BC + ABC = C(AB) +CAB = C (AB) T4138的功能表&&Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7“1”T4138A B CA 2A 1A 0YaYbS 1 S 2 S 30 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1S 1S 2S 31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0例3．分析如图电路，写出输出函数Ｚ的表达式。

CC4512为八选一数据选择器。

解：例4．某组合逻辑电路的真值表如下，试用最少数目的反相器和与非门实现电路。

（表中未出现的输入变量状态组合可作为约束项）CC4512的功能表A ⨯DIS INH 2A 1A 0Y1 ⨯0 10 00 00 00 00 00 00 00 0⨯⨯⨯⨯⨯0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 1高阻态　0D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7ZCC4512A 0A 1A 2D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7DIS INHD1DA B C D Y 0 0 0 0 10 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 0CD AB 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 1 0 1 11 ××××10 0 1 ××AB第一步画卡诺图第三步画逻辑电路图例5．写出下面组合电路的输出表达式,分析逻辑功能。

1.组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。

解：(1)由逻辑图逐级写出逻辑表达式ABC P =CP BP AP L ++=ABC C ABC B ABC A ++= (2)化简与变换CB A ABC C B A ABC C B A ABC L +=+++=++=)((3)由表达式列出真值表(4)分析逻辑功能由真值表可知，当A 、B 、C 三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。

2.由3线-8线译码74LS138（输出低电平有效）和4选1数据选择器（74LS153）组成如图所示的电路，B 1、B 2和C 1、C 2为二组二进制数，试列出真值表，并说明功能。

真值表A B CL解： 输出表达式： 212101122321F D C C D C C D C C D C C =+++021*********Y C C Y C C Y C C Y C C =⋅+⋅+⋅+⋅21021210212102121021A A A C C A A A C C A A A C C A A A C C =⋅+⋅+⋅+⋅2121212121212121B BC C B B C C B B C C B B C C =⋅+⋅+⋅+⋅功能说明：由地址码C 2C 1选择B 2B 1的最小项的反变量输出3.设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。

正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。

要求：（1）用门电路实现（2）用3-8线译码器实现（3）用4选1数据选择器实现。

解：(1)用门电路实现真值表B 2C 1C 0 00 11 01 1F21B B 21B B 21B 21B B①逻辑抽象输入变量：R 、A 、G ，红、黄、绿灯；灯亮为1，不亮为0。

输出变量：Z--故障信号，正常工作Z 为0，发生故障Z 为1。

列出真值表②写出函数式并化简 Z R A G RAG RA G RAG RAG =++++ 经卡诺图化简得： Z R A G RA RG AG =+++ ③画出电路图(2)用3-8线译码器实现①标准与或式 03567 Z R A G RAG RA G RAG RAG m m m m m =++++=++++ ②化成与非-与非式 0356703567Z m m m m m m m m m m =++++=⋅⋅⋅⋅ ③设R =A 2、A =A 1、G =A 0 则03567Z Y Y Y Y Y =⋅⋅⋅⋅ ④画连线图(3)用4选1数据选择器实现①标准与或式 Z R A G RAG RA G RAG RAG =++++S =1时 4选1 010*********Y D A A D A A D A A D A A =+++ ②确定输入变量和地址码的对应关系令A =A 1，G = A 0 ( )()()1Z R A G R AG R AG AG =+++⋅ 则：0D R = 12D D R == 31D =4.分别用74LS153(4选1数据选择器)和74LS152(8选1)实现函数F=AB+BC+AC 。

译码器设计组合逻辑电路案例分析【信息单】一、编码器在数字系统中，把二进制码按一定的规律编排，使每组代码具有特定的含义，称为编码。

具有编码功能的逻辑电路称为编码器。

编码器是一个多输入多输出的组合逻辑电路。

按照编码方式不同，编码器可分为普通编码器和优先编码器；按照输出代码种类的不同，可分为二进制编码器和非二进制编码器。

1．普通编码器普通编码器分二进制编码器和非二进制编码器。

若输入信号的个数N 与输出变量的位数n 满足N =2n ，此电路称为二进制编码器；若输入信号的个数N 与输出变量的位数n 不满足N =2n ，此电路称为非二进制编码器。

普通编码器任何时刻只能对其中一个输入信息进行编码,即输入的N 个信号是互相排斥的。

若编码器输入为4个信号，输出为两位代码，则称为4线-2线编码器(或4/2线编码器)。

2．优先编码器优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的信号进行编码的编码器。

3．集成编码器10线-4线集成优先编码器常见型号为54/74147、54/74LS147，8线-3线常见型号为54/74148、54/74LS148。

4．编码器举例(1)键控8421BCD 码编码器10个按键S 0～S 9代表输入的10个十进制数0～9，输入为低电平有效，即某一按键按下，对应的输入信号为0，输出对应的8421码，输出为4位码，所以有4个输出端A 、B 、C 、D 。

真值表见表7.1，由真值表写出各输出的逻辑表达式为 9898S S S S =+=A76547654S S S S S S S S =+++=B 76327632S S S S S S S S =+++=C 9753197531S S S S S S S S S S =++++=D表7.1键控8421BCD 码编码器真值表(2)二进制编码器用n 位二进制代码对2n 个信号进行编码的电路称为二进制编码器。

3位二进制编码器有 8个输入端3个输出端，所以常称为8线—3线编码器，其功能真值表见表7.2，输入为高电平有效。