项目8 组合逻辑电路的认识及应用

1《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用1中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础与技能》（陈振源主编）电子演示文稿2《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用2中等职业教育课程改革国家规划新教材组合逻辑电路是由与门、或门、与非门、或非门等几种逻辑电路组合而成的，它的基本特点是：输出状态仅取决于该时刻的输入信号，与输入信号作用前的电路状态无关。本章先介绍组合逻辑电路的基本知识，然后介绍编码器、译码器、数据选择器、数据分配器等常见的组合逻辑电路原理及使用方法。8.1组合逻辑电路的基本知识8.3译码器8.2编码器项目小结3《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用3中等职业教育课程改革国家规划新教材8.1.1组合逻辑电路的读图方法组合逻辑电路的读图一般按以的步骤进行：组合逻辑电路的读图步骤根据给定的逻辑原理电路图，由输入到输出逐级推导出输出逻辑函数表达式。对所得到的表达式进行化简和变换，得到最简式。依据简化的逻辑函数表达式列出真值表，根据真值表分析、确定电路所完成的逻辑功能。8.1组合逻辑电路的基本知识4《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用4中等职业教育课程改革国家规划新教材例题读右图，分析电路的逻辑功能。解：第一步，根据电路逐级写出逻辑表达式。例题逻辑电路第二步，对逻辑表达式进行化简。第三步，由化简逻辑函数表达式列出真值表。第四步，根据真值表分析确定逻辑功能为：“一致判别电路”ABCCABCBABCAYYYYABCCCYYABCBBYYABCAAYYABCY4321413121ABCCABCBABCAYABCCBAABCCBAABCCBA）（5《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用5中等职业教育课程改革国家规划新教材8.1.1组合逻辑电路的类型1.编码器在数字电路中，用若干二进制数码（0和1）按一定的规律编排成不同的代码，并赋予每个代码以给定的含义，称为编码。用来完成编码工作的电路通称为编码器。6《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用6中等职业教育课程改革国家规划新教材2.译码器译码器它的任务是要将输入的数码变换成所需的信息，广泛应用在各类电子显示器、计算机显示器等设备上。7《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用7中等职业教育课程改革国家规划新教材3.加法器加法器是可进行二进制数加法运算的电路。在现代的计算机系统中，加法器存在于算术逻辑单元（ALU）之中。8《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用8中等职业教育课程改革国家规划新教材4.数值比较器日常生活中，我们常见如图8-6（a）所示的架盘天平，可用来测量物体的重量或比较两个物体的重量大小。在数字系统中，数值比较器是对二进制数据A、Ｂ进行比较，以判断其大小的逻辑电路。比较结果为A＞Ｂ时，输出端YA＞Ｂ输出有效值；比较结果为A＜Ｂ时，输出端YA＜Ｂ输出有效值；比较结果为A＝B时，输出端YA＝B输出有效值。9《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用9中等职业教育课程改革国家规划新教材5.数据选择器在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器，也称多路选择器或多路开关。6.数据分配器能将输入的数据传送到多个输出端的任何一个输出端的电路,叫做数据分配器,又称为多路分配器,其逻辑功能正好与数据选择器相反。10《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用10中等职业教育课程改革国家规划新教材8.1.3组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计就是根据给定的功能要求，画出实现该功能的逻辑电路。组合逻辑电路的设计步骤为：组合逻辑电路的设计步骤根据实际问题的逻辑关建立真值表；由真值表写出逻辑函数表达式；化简逻辑函数式；根据逻辑函数式画出由门电路组成的逻辑电路图。11《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用11中等职业教育课程改革国家规划新教材1．表决逻辑电路的制作将74LS00集成电路接成图8-16所示的表决逻辑电路，接上+5V电源。12《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用12中等职业教育课程改革国家规划新教材2.检测表决电路的逻辑功能按钮开关SB1、SB2、SB3按下为1状态，未按下为0状态。按表8-3要求设置按钮开关的状态，测出相应的输出逻辑电平，并将结果记录于表中。13《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用13中等职业教育课程改革国家规划新教材在数字电路中，经常要把输入的各种信号转换成若干位二进制码，这种转换过程称为编码。完成编码功能的组合逻辑电路称为编码器。8.2.1二进制编码器能够将各种输人信息编成二进制代码的电路称为二进制编码器。3位二进制编码器的功能示意如下图。I0、I1、I2、…、I7表示8路输入，分别代表十进制数0、1、2、…、7的8个数字。编码器的输出是3位二进制代码，用Y0、Y1、Y2表示。8.2编码器3位二进制编码器示意图14《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用14中等职业教育课程改革国家规划新教材3位二进制编码器的逻辑函数表达式：Y0=I1+I3+I5+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y2=I4+I5+I6+I7普通编码器在任何时刻只能对0、1、2、…、7中的一个输入信号进行编号，不允许同时输入两个1。编码输出3位二进制编码器逻辑图15《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用15中等职业教育课程改革国家规划新教材8.2.2二—十进制编码器将十进制数0~9的十个数字编成二进制代码的电路，叫做二一十进制编码器。二—十进制编码器的功能示意如下图，I0、I1、I2、…I9表示10个输入端，分别代表十进制数0、1、2、…、9的10个数字。编码器的输出Y0、Y1、Y2、Y3表示8421BCD编码。二一十进制编码器示意图16《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用16中等职业教育课程改革国家规划新教材74LS147是一种常用的842lBCD码集成优先编码器，它有的10个输入端，有的4位BCD码输出。输入、输出均为低电平有效，即0表示有信号，1表示无信号，其真值表见下表。93210IIIII、、、3210YYYY、、、4LSl47集成电路引脚功能图17《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用17中等职业教育课程改革国家规划新教材译码的功能是把某种代码“翻译”成一个相应的输出信号，例如把编码器产生的二进制码复原为原来的十进制数就是一个典型的应用。8.3.1通用译码器通用译码器常用的有二进制译码器、二一十进制译码器。1．二进制译码器（1）类型将二进制码按其原意翻译成相应的输出信号的电路，称为二进制译码器。2—4线译码器，即有2条输入线A0、A1，有4种输入信息00、01、10、11，输出的4条线Y0～Y3分别代表0、1、2、3四个数字。2—4线译码器3—8线译码器3—8线译码器则有3条输入线A0、A1、A2，8条输出线Y0～Y7。8.3译码器18《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用18中等职业教育课程改革国家规划新教材2．二—十进制译码器将BCD码翻译成对应的10个十进制输出信号的电路称为二一十进制译码器。74LS42译码器的集成电路引脚排列如右图所示。74LS42译码器引脚功能19《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用19中等职业教育课程改革国家规划新教材8.3.2显示译码器显示译码器的功能是将输入的BCD码译成能用于显示器件的十进制数的信号，并驱动显示器显示数字。显示译码器通常由显示译码集成电路和显示器两部分组成。显示译码器的组成1.数码显示器半导体数码管实物照片如图所示，它是将7个发光二极管（LED）排列成“日”字形状制成的。（a）实物照片(b)发光线段分段图(c)发光线段组成的数字图形七段数码显示器20《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用20中等职业教育课程改革国家规划新教材半导体数码管的7个发光二极管内部接法可分为共阴极和共阳极两种。(a)共阴极(b)共阳极数码管内部的发光二极管电路CT5449外引脚排图BI2．显示译码集成电路显示译码集成电路CT5449的外引脚排列如图所示，A0、A1、A2、A3为BCD码的4个输入端，Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg为七段码的7个输出端，与数码管对应的a、b、c、d、e、f、g引脚连接，为消隐控制端。21《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用21中等职业教育课程改革国家规划新教材对于共阴极数码管，与其配套的显示译码集成电路的输出端Ya~Yg必须是低电平有效的，对于共阳极数码管，与其配套的显示译码集成电路的输出端Ya~Yg应为高电平有效的。装接显示译码器时，若出现数码管没有任何显示的故障，应先检查数码管的公共端有没有漏接线，消隐控制端的电平设置是否正确；其次应检查数码管与显示译码集成电路是否配套。数码管的显示若出现缺段的故障，应先查显示译码集成电路与数码管的连接是否良好；其次可通过替换数码管以确定器件是否良好；若数码管没问题，则是译码集成电路有问题，应更换之。若出现数码管显示偏暗的问题。首先用万用表测工作电压是否偏低，不正常时应排除电源电路的故障；其次可通过适当调小数码管的限流电阻值来提高显示亮度。22《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用22中等职业教育课程改革国家规划新教材应用实例用显示译码器CT5449构成的闪烁数码显示器如下图所示。闪烁数码显示器图中CC4011构成多谐振荡器，当E端为高电平时，振荡器输出1Hz左右的矩形脉冲耦合到CT5449的消隐控制端。当矩形脉冲高电平时，=1，显示器正常显示；当矩形脉冲的低电平时，=0，显示器不能正常工作，即显示器七段全灭，不显示。因此，显示器是以每秒一次的频率闪烁显示。BIBI23《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用23中等职业教育课程改革国家规划新教材1．查阅元器件资料通过上网搜寻、查阅集成电路74LS247、CC4069、数码管BS204的相关资料，了解其逻辑功能，获得引脚排列图，阅读使用说明。2.安装电路按图8-34安装电路，注意集成电路的引脚排列方向不要搞反。检查电路连线无误后，接上+5V电源。24《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用24中等职业教育课程改革国家规划新教材3．测试按表8-11设置按钮开关S1～S9的状态，用万用表分别测量编码器输出端的电位，将测来那个值填入表8-11中，并观测记录数码管的显示数值。25《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用25中等职业教育课程改革国家规划新教材项目小结1．组合逻辑电路的读图是根据已知的逻辑电路，找出输出与输人信号间的逻辑关系，确定电路的逻辑功能。2．组合逻辑电路的设计是电路分析的逆过程，其任务是根据需要设计一个符合逻辑功能的最佳逻辑电路。3．组合逻辑电路现多采用集成电路来实现，组合逻辑电路种类很多，应用也很广泛，常见的有编码器、译码器、数据选择器、数据分配器等，本章讨论了以上编码器、译码器集成电路的功能、引脚排列及应用方法。4．编码器是将输入的电平信号编制成二进制代码，常见的有二进制编码器、二—十进制编码器等。5.通用译码器的功能正好相反，它是将输入的二进制数码译成相应的输出信号。显示译码器的功能是将输入的BCD码译成能用于显示器件的十进制数的信号，并驱动显示器显示数字。26《电子技术基础与技能》陈振源主编项目8组合逻辑电路的认识及应用26中等职业教育课程改革国家规划新教材谢谢！Thanks!《电子技术基础与技能》编写组制作