中等职业教育电子信息类专业国家规划教材及配套教学课件

电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P1 中等职业教育电子信息类专业国家规划教材及配套教学用书 电子线路 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 教学演示文稿 主编 陈振源教材介绍教材介绍 1 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P2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 8.4 数据选择器及分配器 本章小结 8.1 组合逻辑电路的基本知识 8.3 译码器 8.2 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P3 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。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。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。的逻辑功能。8.1 组合逻辑电路的基本知识组合逻辑电路的基本知识 8.1.1 组合逻辑电路的读图方法 8.1 组合逻辑电3 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P4例题例题 读右图，分析电路的逻辑功能。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。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：第四步，根据真值表分析确定逻辑功能为：“一致判别电路一致判别电路”例题 读右图，分析电路的逻辑功能。4 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P5 8.1.2 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；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；由真值表写出逻辑函数表达式；化简逻辑函数式；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。根据逻辑函数式画出由门电路组成的逻辑电路图。8.1.2 组合逻辑电路的设计5 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P6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。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。位二进制编码器的功能示意如下图。I0、I1、I2、I7表示表示8路输入，分别代路输入，分别代表十进制数表十进制数0、1、2、7的的8个数字。编码器的输出是个数字。编码器的输出是3位二进制代码，用位二进制代码，用Y0、Y1、Y2表示。表示。8.2 编码器编码器 3位二进制编码器示意图 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6 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P7 3位二进制编码器的逻辑函数表达位二进制编码器的逻辑函数表达式式 ：Y0=I1+I3+I5+I7 Y1=I2+I3+I6+I7 Y2=I4+I5+I6+I7普通编码器在任何时刻只能对普通编码器在任何时刻只能对0、1、2、7中的一个输入信号中的一个输入信号进行编号，不允许同时输入两个进行编号，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 3位二进制编码器的逻辑函数表达式 ：编码输出3位二进制7 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P88.2.2 二十进制编码器将十进制数将十进制数09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。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。二二十进制编码器的功能示意如下图，十进制编码器的功能示意如下图，I0、I1、I2、I9表示表示10个输入端，分别个输入端，分别代表十进制数代表十进制数0、1、2、9的的10个数字。编码器的输出个数字。编码器的输出Y0、Y1、Y2、Y3表示表示8421BCD编码。编码。二一十进制编码器示意图 8.2.2 二十进制编码器二一十进制编码器示意图 8 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P974LS147是一种常用的是一种常用的842lBCD码集成优先编码器，它有码集成优先编码器，它有 的的10个输入端，有个输入端，有 的的4位位BCD码输出。输入、输出均为低电平有效，即码输出。输入、输出均为低电平有效，即0表示有信号，表示有信号，1表示无信号，其真值表见下表。表示无信号，其真值表见下表。4LSl47集成电路引脚功能图 74LS147是一种常用的842lBCD码集成优先编码器，它9 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P10译码的功能是把某种代码译码的功能是把某种代码“翻译翻译”成一个相应的输出信号，例如把编码器产生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。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。通用译码器常用的有二进制译码器、二一十进制译码器。1二进制译码器二进制译码器（1）类类型型 将将二二进进制制码码按按其其原原意意翻翻译译成成相相应应的的输输出出信信号号的的电电路路，称称为为二二进进制制译译码码器器。24线线译译码码器器，即即有有2条条输输入入线线A0、A1，有有4种种输输入入信信息息00、01、10、11，输输出的出的4条线条线Y0Y3分别代表分别代表0、1、2、3四个数字。四个数字。24线译码器 38线译码器38线译码器则有线译码器则有3条输入线条输入线A0、A1、A2，8条输出线条输出线Y0Y7。8.3 译码器译码器 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10 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P11（2）典典型型译译码码器器 74LS138的的逻逻辑辑图图及及外外引引脚脚排排列列如如右右图图所所示示，它它有有3条条输输入入线线A0、A1、A2，8条条输输出出线线Y0Y7，输输出出低低电电平平时时表表示示有信号，高电平表示无信号。有信号，高电平表示无信号。74LS138集成译码器引脚功能图（2）典型译码器 74LS138的逻辑图及外引脚排列如11 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P122二二十进制译码器十进制译码器将将BCD码翻译成对应的码翻译成对应的10个十进制输出信个十进制输出信号的电路称为二一十进制译码器。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译码器的集成电路引脚排列如右图所示。所示。74LS42译码器引脚功能 2二十进制译码器74LS42译码器引脚功能 12 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P138.3.2 显示译码器显显示示译译码码器器的的功功能能是是将将输输入入的的BCD码码译译成成能能用用于于显显示示器器件件的的十十进进制制数数的的信信号号，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。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.数码显示器数码显示器 半半导导体体数数码码管管实实物物照照片片如如图图所所示示，它它是是将将7个个发发光光二二极极管管（LED）排排列列成成“日日”字形状制成的。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 8.3.2 显示译码器13 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P14半导体数码管的半导体数码管的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 2显示译码集成电路显示译码集成电路 显示译码集成电路显示译码集成电路CT5449的外引脚排列如的外引脚排列如图所示，图所示，A0、A1、A2、A3为为BCD码的码的4个输入个输入端，端，Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg为七段码的为七段码的7个输出端，与数码管对应的个输出端，与数码管对应的a、b、c、d、e、f、g引脚连接，引脚连接，为消隐控制端。为消隐控制端。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14 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P15应用提示 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YaYg必须是低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YaYg应应为高电平有效的。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。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。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。度。应用提示 15 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P16应用实例 用显示用显示译码器译码器CT5449构成的闪烁数码显示器如下图所示。构成的闪烁数码显示器如下图所示。闪烁数码显示器 图图中中CC4011构构成成多多谐谐振振荡荡器器，当当E端端为为高高电电平平时时，振振荡荡器器输输出出1Hz左左右右的的矩矩形形脉脉冲冲耦耦合合到到CT5449的的消消隐隐控控制制端端。当当矩矩形形脉脉冲冲高高电电平平时时，=1，显显示示器器正正常常显显示示；当当矩矩形形脉脉冲冲的的低低电电平平时时，=0，显显示示器器不不能能正正常常工工作作，即即显显示示器器七七段段全全灭，不显示。因此，显示器是以每秒一次的频率闪烁显示。灭，不显示。因此，显示器是以每秒一次的频率闪烁显示。应用实例 用显示译码器CT5449构成的闪烁数码显示器如下16 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P17数据选择器和数据分配器构成的数据总线传输系统如图所示。数据选择器和数据分配器构成的数据总线传输系统如图所示。数据传输示意 8.4.1 数据选择器8选选1数据选择器数据选择器74HC151的作用相当于单刀八掷开关。的作用相当于单刀八掷开关。74HC151引脚排列图 74HC151逻辑功能示意 8.4 数据选择器及分配器数据选择器及分配器 数据选择器和数据分配器构成的数据总线传输系统如图所示。8.17 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P18中等职业教育电子信息类专业国家规划教材及配套教学课件18 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P19 8.4.2 数据分配器数据分配器的功能和数据选择器相反，它能根据地址信号将输入数据按需要分数据分配器的功能和数据选择器相反，它能根据地址信号将输入数据按需要分配到多路装置中的某一对应的输入端去。配到多路装置中的某一对应的输入端去。1双双4路数据分配器路数据分配器 双双4路数据分配器集成电路路数据分配器集成电路74HC139的功能类似两个单刀多掷开关。的功能类似两个单刀多掷开关。74HCl39集成电路引脚 74HCl39等效功能 8.4.2 数据分配器19 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P2028 路数据分配器路数据分配器二进制译码器二进制译码器74LS138可用作可用作8路数据分配器。使用时将路数据分配器。使用时将74LS138的的A0、A1、A2作为数据分配器的地址输入端，将作为数据分配器的地址输入端，将 、脚并接后作为数据分配器的使能端脚并接后作为数据分配器的使能端 ，另一使能端，另一使能端SA作为数据输入端。作为数据输入端。74LS138用作8路数据分配器28 路数据分配器74LS138用作8路数据分配器20 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P21 图（图（a）为数据选择器）为数据选择器74LS251与数据分配器与数据分配器74LS138通过总线相联，构成的通过总线相联，构成的典型的数据总线传输系统，功能如图（典型的数据总线传输系统，功能如图（b）所示。）所示。（a）逻辑电路 （b）功能示意图 数据总线传输系统应用实例 图（a）为数据选择器74LS251与数据分配器21 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P22本本 章章 小小 结结 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，本章讨论了以上常用集成组合逻辑电路的功能、工作原理及应用方法。4编码器是将输入的电平信号编制成二进制代码，而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。5数据选择器为多输入端、单输出端的组合逻辑电路，它在地址输入码的控制下，从多路输入通道中选择其中的一路信号输出。而数据分配器则为单输入端、多输出端的组合逻辑电路，在地址输入码的控制下，将输入数据分配到相应的输出端去。本 章 小 结 1组合逻辑电路的读图是根据已知的逻辑电路22 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P23谢谢！Thanks!电子线路编写组制作电子线路编写组制作 Chen-本资料仅供课堂教学使用图文未经允许不得复制出版谢谢！23 电子线路电子线路陈振源主编 第第8 8章章 组合逻辑电路组合逻辑电路 HHE EP P24 教教 材材 简简 介介书名：电子线路电子线路（双色）（附学习卡）作者：陈振源出版单位：高等教育出版社 出版日期：2006-06-01书号：7-04-018716-7适用层次：中职定价：29.20本书参照教育部颁布的中等职业学校电子线路教学大纲，根据近几年中职生源的变化情况，贯彻落实“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育办学指导思想，结合相关行业的职业技能鉴定规范，力图贴近生产实际，贴近岗位需求。本书的主要内容包括半导体器件、放大电路基础、常用放大器、直流稳压电源、正弦波振荡器、高频信号处理电路、数字电路基础、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换等。教材中的“应用实例”和“应用提示”具有工程背景，在实践性、实用性和针对性方面凸显了本书的职教特色。本书采用双色印刷，图文并茂，表述简约清楚，重点突出，元器件外形多采用实物图片，部分典型电路图有对应的实物连接图，适宜中等职业教育电子信息类专业学生使用。本书附学习卡，登录高等教育出版社“http:/”4A网络教学平台，可获得网上教学资源。本书可作为中等职业学校电子信息类专业电子线路课程教材，也可作为岗位培训教材。24