第四章 组合逻辑模块及其应用.doc

第四章组合逻辑模块及其应用
上一章介绍了组合逻辑电路的分析与设计方法。随着微电子技术的发展,现在许多常用的组合逻辑电路都有现成的集成模块,不需要我们用门电路设计。本章将介绍编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器等常用组合逻辑集成器件,重点分析这些器件的逻辑功能、实现原理及应用方法。
编码器
一. 编码器的基本概念及工作原理
编码——将字母、数字、符号等信息编成一组二进制代码。
例:键控8421BCD码编码器。
左端的十个按键S0~S9代表输入的十个十进制数符号0~9,输入为低电平有效,即某一按键按下,对应的输入信号为0。输出对应的8421码,为4位码,所以有4个输出端A、B、C、D。
键控8421BCD码编码器
由真值表写出各输出的逻辑表达式为:
键控8421BCD码编码器真值表
输入
输出
S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
A B C D GS
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 1
0 0 0 1 1
0 0 1 0 1
0 0 1 1 1
0 1 0 0 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
0 1 1 1 1
1 0 0 0 1
1 0 0 1 1
画出逻辑图,。
其中GS为控制使能标志,当按下S0~S9任意一个键时,GS=1,表示有信号输入;当S0~S9均没按下时,GS=0,表示没有信号输入,此时的输出代码0000为无效代码。

二. 二进制编码器
用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路称为二进制编码器。
3位二进制编码器有8个输入端3个输出端,所以常称为8线—3线编码器,,输入为高电平有效。
编码器真值表
输入
输出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
A2 A1 A0
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1

由真值表写出各输出的逻辑表达式为:



用门电路实现逻辑电路。
3位二进制编码器

三. 优先编码器
优先编码器——允许同时输入两个以上的编码信号,编码器给所有的输入信号规定了优先顺序,当多个输入信号同时出现时,只对其中优先级最高的一个进行编码。
74148是一种常用的8线-3线优先编码器。 所示,其中I0~I7为编码输入端,低电平有效。A0~A2为编码输出端,也为低电平有效,即反码输出。其他功能:
(1)EI为使能输入端,低电平有效。
(2)优先顺序为I7→I0,即I7的优先级最高,然后是I6、I5、…、I0。
(3)GS为编码器的工作标志,低电平有效。
(4)EO为使能输出端,高电平有效。
74148优先编码器真值表
输入
输出
EI I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
A2 A1 A0 GS EO
1 × × × × × × × ×
0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 × × × × × × × 0
0 × × × × × × 0 1
0 × × × × × 0 1 1
0 × × × × 0 1 1 1
0 × × × 0 1 1 1 1
0 × × 0 1 1 1 1 1
0 × 0 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 0
0 0 0 0 1
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 0 1
1 0 0 0 1
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 0 1
其逻辑图如图所示。
74148优先编码器的逻辑图