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第4章 组合逻辑电路 目录： 4.1 概述 4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 4.3 若干常用的组合逻辑电路 4.4 组合逻辑电路中的竞争－冒险现象 4.1 概述 一、组合逻辑电路的特点 二、逻辑功能的描述 组合电路的框图及函数： 4.2 分析方法和设计方法 4.2.1 分析方法 例4.2.1： 4.2.2 设计方法 3、步骤： 例4.2.2： 设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路 4.3 若干常用组合逻辑电路 4.3.1 编码器(encoder) 4.3.2 译码器(decoder) 4.3.3 数据选择器(Multiplexer-MUX) 4.3.4 加法器 4.3.5 数值比较器 4.3.1 编码器(encoder) 编码： 建立信息与二进制代码的对应关系 信息用表示0 、 1的高低电平表示 分类： 普通编码器—只允许一个输入信号 优先编码器—同时允许多个输入信号 一、普通编码器－以3位为例 2、真值表 3、函数式 二、优先编码器(priority encoder) 允许同时输入两个以上的编码信号而不会使输出产生错误。 以74HC148为例—8线－3线优先编码器 2、功能表 3、函数式 4、逻辑图 5、功能总结： 6、74HC148扩展的应用 例4.3.1： 二—十进制优先编码器74LS147 将 编成0110 ~ 1110 的优先权最高， 最低 输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码(BCD) 4.3.2 译码器(decoder) 译码器 编码器的逆操作； 将输入的二进制代码，输出一组对应的高、低电平信号。 分类 变量译码器 二进制译码器 二—十进制译码器 显示译码器 七段显示译码器 一、二进制译码器－74HC138（3线-8线译码器） 2、真值表 4、逻辑图 5、74HC138——逻辑图 5、74HC138——功能表 5、74HC138——逻辑符号 5、74HC138——应用－作为数据分配器 5、74HC138——应用－扩展 例4.3.2： 二、用译码器设计组合逻辑电路 2、举例： 三、二—十进制译码器－74LS42 四、显示译码器 目的： 以十进制数码直观显示数字 外形： 七（八）段数码管－由七（八）段可发光的线段拼合而成。 实现： 七段字符显示器——外形显示 BCD－七段显示译码器——显示驱动 四、显示译码器 1、七段字符显示器—外形显示 LED LCD 材料：液晶是一种既具有液体的流动性又具有光学特性的有机化合物。 原理： 在没有外加电场的情况下，液晶分子按一定的取向整齐的排列，这时液晶为透明状态，射入的光线大部分由反射电极反射回来，显示器呈白色。 LCD 原理： 在电极上加上电压后，液晶分子因电离而产生正离子，这些正离子在电场作用下运动并碰撞其他液晶分子，破坏了液晶分子的整齐排列，使液晶呈现浑浊状态，这时射入的光线散射后仅有少量反射回来，故显示器呈暗灰色。外加电场消失后，液晶又恢复到整齐排列的状态。 LCD和LED性能比较 ２、BCD—七段显示译码器(7448) 卡诺图 7448的函数式和逻辑图 7448的附加控制信号 灯测试输入 7448的附加控制信号 灭零输入 7448的附加控制信号 利用 和 的配合，实现多位显示系统的灭零控制 4.3.3 数据选择器(MUX) 数据选择器：又称多路开关（Multiplexer-MUX） 多输入单输出 地址信号控制选择输入信号 数据分配器： 单输入多输出 地址信号控制选择输出端口 4.3.3 数据选择器(Data Selector) 常用的MUX 四选一数据选择器——从4个输入信号中选择一个作为输出. 有：74HC153、 74LS153、 CC14539 八选一数据选择器——从8个输入信号中选择一个作为输出. 有：74LS151等。… 下面以74HC153为例，介绍MUX的原理和使用。 一、74HC153 2、74HC153的功能扩展－双4选1 二、用MUX设计组合电路 例4.3.6：用8选1MUX实现 4.3.4 加法器 2. 全加器 二、多位加法器 2. 超前进位加法器(Carry Look-ahead) 74LS283 三、用加法器设计组合电路 思考： 芯片管脚 4.3.5 数值比较器 二、多位数值比较器 2.74LS85 扩展端 3.74LS85的扩展—8位二进制数的大小 4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 4.4.1 竞争—冒险现象及其成因 *4.4.2 检查竞争—冒险现象的方法 4.4.3 消除竞争—冒险现象的方法 4.4.1 竞争—冒险现象及其成因 静态输入静态输出－稳态 输入和输出处于稳定的逻辑电平下进行。 瞬间电路状态－暂态 输入信号的逻辑电平发生变化的瞬间输出的