数字逻辑第2章——组合逻辑电路详解.ppt

第2章 组合逻辑电路 广东工业大学计算机学院 目录 2.1 概 述 2.2 组合逻辑电路的分析 2.3 常用的组合逻辑电路 2.4 组合逻辑电路的设计 2.5 组合逻辑电路的时序分析 2.1 概 述 1. 组合电路的特点 2．组合电路逻辑功能的表示方法 (1) 逻辑表达式运算及变换方便，容易转换成真值表或卡诺图，可直接画出电路的逻辑图。 (2) 真值表直观反映出逻辑关系，可转换成卡诺图及逻辑表达式。但输入信号多时非常繁琐。 (3) 卡诺图用于逻辑函数化简。输入信号大于6时不能使用。 (4) 逻辑图接近实际电路，与逻辑表达式之间可以相互转换。 无法进行公式化简、变换。 2.2 组合逻辑电路的分析 2.2.1 组合逻辑电路的分析方法 2.2.2 组合逻辑电路的分析举例 2.2.1 组合逻辑电路的分析方法 1．分析的目的 (1) 确定电路的功能。 (2) 在设计完成后，确定功能是否能够满足设计要求。 (3) 变换逻辑表达式，以便用不同的电路实现同一逻辑功能要求，或者简化电路。 (4) 把表达式转换成标准形式，以便用中、大规模集成电路实现。 (5) 获得表示其功能的逻辑描述。 2.2.1 组合逻辑电路的分析方法 2．分析方法 (1) 根据电路逻辑图，写出逻辑表达式。 (2) 进行表达式的变换及化简。 (3) 根据表达式列出真值表。 (4) 对给定电路的功能进行逻辑描述。 2.2.2 组合逻辑电路的分析举例 【例2-1】 分析电路，说明其功能。 (3) 列出真值表。 2.2.2 组合逻辑电路的分析举例 【例2-2】分析电路，说明其功能。 (3) 列出真值表。 2.3 常用的组合逻辑电路 2.3.1 编码器 2.3.2 译码器 2.3.3 数据选择器 2.3.4 数值比较器 2.3.5 加法器 2.3.6 乘法器 2.3.1 编码器 本小节介绍： 1．编码原理 2．二进制普通编码器 3．二—十进制普通编码器 4．优先编码器 5．编码器集成电路 2.3.1 编码器 1．编码原理 编码：用文字、符号或数字表示特定对象的过程。 编码器：实现编码操作的电路。 2.3.1 编码器 2．二进制普通编码器 二进制编码器：用n位二进制代码对 m=2n 个信号进行编码的电路。 普通编码器的输入信号为一组互相排斥的输入信号。 互相排斥：指在任何时刻，不允许两个或两个以上的输入信号同时出现。 2.3.1 编码器 3．二—十进制普通编码器 2.3.1 编码器 4．优先编码器 优先编码器：允许多个信号同时输入，对输入信号无约束，但电路只对优先级别最高的信号进行编码，优先级别低的信号不起作用。 例：3位二进制优先编码器 2.3.1 编码器 5．编码器集成电路 常用的编码器集成电路有： 8线-3线优先编码器(74HC148) 10线-4线优先编码器(74HC147) 2.3.2 译码器 本小节介绍： 1．译码器原理 2．二进制译码器 3．数码显示译码器 4．译码器集成电路 2.3.2 译码器 1．译码器原理 译码是编码的逆过程。 译码器的功能是将代码输入后，在相应输出端输出信号。 2.3.2 译码器 2．二进制译码器 二进制译码器与二进制编码器的功能相反。 使用与非门 2.3.2 译码器 3．数码显示译码器 数码显示译码器是指直接用于 驱动数码显示器的译码器。 2.3.2 译码器 4．译码器集成电路 1) 集成3线-8线译码器 2.3.2 译码器 4．译码器集成电路 2) 集成译码器的扩展 2.3.2 译码器 4．译码器集成电路 3) 集成数码显示译码器 2.3.3 数据选择器 本小节介绍： 1．数据选择器原理 2．4选1数据选择器 3．数据选择器的设计规律 4．数据选择器集成电路 2.3.3 数据选择器 1．数据选择器原理 数据选择器(MUX)又称多路选择器或多路开关，是一种多路输入、单路输出的组合逻辑电路。 2.3.3 数据选择器 2．4选1数据选择器 4选1数据选择器有4路数据输入信号、1路输出信号，2位选择控制信号。 2.3.3 数据选择器 3．数据选择器的设计规律 4选1数据选择器逻辑函数表达式 2.3.3 数据选择器 4．数据选择器集成电路 集成的数据选择器有： 双4选1数据选择器(74153) 8选1数据选择器(74151) 1) 集成4选1数据选择器74HC153 2.3.3 数据选择器 4．数据选择器集成电路 2) 集成数据选择器的扩展1片74HC153（两个4选1）?8选1的数据选择器 2.3.4 数值比较器 本小节介绍： 1．数值比较器原理 2．1位二进制数值比较器 3．多位二进制数值比较器 4．数值比较器集成电