数字逻辑欧阳星明第四版第四章组合逻辑电路

1
Y (Y1Y2Y3) ' (( AB) '(BC) '( AC) ') '
2
Y AB BC AC
9
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC AC
3
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
Y
当输入A、B、
0
C中有2个或3
第四章 组合逻辑电路
学习要点
了解组合逻辑电路的特点和工作原理。 掌握组合逻辑电路的分析、设计方法。 了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象。
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4.1 概 述
2
数字电路
组合逻辑电路：t时刻输出仅与t时刻 输入有关，与t以前的 状态无关。
时序逻辑电路：t时刻输出不仅与t时刻 输入有关，还与电路过 去的状态有关。
编码器：把指令或状态等转换为与其对应 的二进制信息代码的电路。
普通编码器 优先编码器
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一、二进制编码器
设：编码器有M个输入，在这M个输入中， 只有一个输入为有效电平，其余M-1个输入 均为无效电平。有N个输出。则二者之间满 足M≤2N的关系。
二进制编码器——将一般信号编为二进制代 码的电路。
Y F( A)
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组合电路的特点： 1. 输出仅由输入决定，与电路之前状态无关； 2. 电路结构中无反馈环路（无记忆）； 3. 能用基本门构成，即任何组合逻辑电路都能
用三种基本门实现。
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4.2 组合逻辑电路的 分析和设计
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4.2.1 组合逻辑电路的分析
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逻辑图 例1：
1
逻辑表 达式

习题4.1写出图所示电路的逻辑表达式，并说明电路实现哪种逻辑门的功能。

习题4.1图解：B A B A B A B A B A F ⊕=+=+= 该电路实现异或门的功能4.2分析图所示电路，写出输出函数F 。

习题4.2图解：[]B A B BB A F ⊕=⊕⊕⊕=)(4.3已知图示电路及输入A 、B 的波形，试画出相应的输出波形F ，不计门的延迟．图解：B A B A B A AB B AB A AB B AB A F ⊕=•=•••=•••=4.4由与非门构成的某表决电路如图所示。

其中A 、B 、C 、D 表示4个人，L=1时表示决议通过。

（1） 试分析电路，说明决议通过的情况有几种。

（2） 分析A 、B 、C 、D 四个人中，谁的权利最大。

习题4.4图解：（1）ABD BC CD ABD BC CD L ++=••=B AC & && & D L B A =1 =1=1FF A B & &&& & F B A(3)4.5分析图所示逻辑电路，已知S 1﹑S 0为功能控制输入，A ﹑B 为输入信号，L 为输出，求电路所具有的功能。

习题4.5图解：（1）011011)(S S B S A S S B S A L ⊕⊕+⊕=⊕⊕•⊕= (2)4.6试分析图所示电路的逻辑功能。

习题4.6图解：（1）ABC C B A F )(++=10电路逻辑功能为：“判输入ABC 是否相同”电路。

4.7已知某组合电路的输入A 、B 、C 和输出F 的波形如下图所示，试写出F 的最简与或表达式。

习题4.7图解：（1）根据波形图得到真值表：C AB BC A C B A F ++=4.8、设∑=)14,12,10,9,8,4,2(),,,(m D C B A F ，要求用最简单的方法，实现的电路最简单。

1）用与非门实现。

2）用或非门实现。

3) 用与或非门实现。

4.4 若干典型的组合逻辑集成电路
逻辑表达式：
Y2 I 7 I7 Y I 1 7 I7 Y I 7 0 I7
I7 I6 I7 I6 I5 I7 I6 I5 I 4 I6 I5 I 4 I7 I6 I7 I6 I5 I 4 I3 I7 I6 I5 I 4 I3I 2 I6 I5I 4 I3 I5I 4 I 2 I 7 I 6 I 5 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I1 I 6 I 5 I 6 I 4 I 3 I 6 I 4 I 2 I1
I6
I7
ST
Y2 Y1 GND
(a) 引脚排列图
ST I0
I7 (b)
I6 I5
I4
I3
I2 I1
逻辑功能示意图
4.4 若干典型的组合逻辑集成电路
ST为选通输入端，低电平有效。YS 为选通输出端，级联使用， 高位片的YS 端与低位片的ST端连接。YS 和ST配合可以实现多 级编码器之间的优先级别的控制。YEX为优先扩展输出端，是 控制标志。 YEX ＝0表示是编码输出； YEX ＝1表示不是编码输 出。
（2）、真值表
4.4 若干典型的组合逻辑集成电路
输 入 输 出
ST
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
Y2
1 1 0 0
Y1
1 1 0 0
Y0
1 1 0 1
Y Y EXS
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

★74LS148 8-3线优先编码器 应用2
用编码器构成A/D转换器
图4.15为74LS148构 成的A/D转换器。这个 电路主要由比较器、寄 存器和编码器3部分组成。
输入信号(模拟电压)， 同时加到7个比较器的反 相端，基准电源经串联 电阻分压为8级，量化单 位q=UR／7，各基准电压 分别加到比较器的同相 端。
Y S I0 N I1 N I2 N I3 N I4 N I5 N I6 N I7 N ST YEXYS ST
8线–3线优先编码器真值表如下表所示(反码形式)
输入
输出
ST IN 0 IN 1 IN 2 IN 3 IN 4 IN 5 IN 6 IN 7
Y 2 Y 1 Y 0 Y EX Y s
0 1 2 3 4 5 6 7 EN
HPRI/BIN 低位片
YS
Y0
Y1
Y2
YEX
0 1 2 3 4 5 6 7 EN
HPRI/BIN 高位片
YS
Y0
Y1
Y2
YEX
&
&
&
Y0
Y1
Y2
&
Y3
YEX
中规模优先编码器
常用的中规模优先编码器有： 8线-3线优先编码器：CT54148/CT74148、 CT54LS148/CT74LS148、CC4532 10线-4线优先编码器：CT54147/CT74147、 CT54LS147/CT74LS147、CC40147
74LS148是8-3线优先编码器
74LS148编码器功能表
输入
EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
1 XXXXXXXX 0 1 1 1 1 1 11 1 0 0 XXXXXXX 0 1 0 XXXXXX 0 1 1 0 XXXXX 0 1 1 1 0 XXXX 0 1 1 1 1 0 XXX 0 1 1 1 1 1 0 XX 01111110X 011111110