第三节若干常用的组合逻辑电路

第三节若干常用的组合逻辑电路 • 加法器 • 编码器 • 译码器 • 数值比较器 • 数据选择器总目录推出下页

一、编码器 编码器的概念：在数字系统里，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个事物用一个二值代码表示，把二进制码按一定的规律编排，使每组代码具有一定的含义，称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。常用的编码器有：普通编码器和优先编码器。上页下页返回

8线 - 3线编码器 3位二进制（8线—3线）编码器的框图 1. 普通编码器在普通编码器中，任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。以3位二进制编码器为例分析。输入是I0 ~ I78个高电平信号，输出是3位二进制代码Y2Y1Y0 ，因此又叫做8线-3线编码器。上页下页返回

3位二进制编码器的真值表 输出输入 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 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 8线 - 3线编码器 3位二进制（8线—3线）编码器的框图输入与输出的对应关系逻辑式上页下页返回

当输入信号I1~I7 均为低电平信号0时，则对I0进行编码。 3位二进制编码器利用约束项化简逻辑式得到根据化简后的逻辑函数式可画出逻辑图如下: 上页下页返回

2.优先编码器 在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上的编码信号。在设计优先编码器时，已将所有的输入信号按优先顺序排好队。当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。以8线-3线优先编码器74LS148为例分析。上页下页返回

74LS148 74LS148的框图只有在的条件下，编码器才能正常工作。而在时，所有的输出端均被封锁在高电平 8线-3线优先编码器74LS148的框图及各管脚功能。输入信号输出信号选通输入端上页下页返回

74LS148 选通输出端和扩展端用于扩展编码功能的低电平输出信号表示“电路工作，但无编码输入” 的低电平输出信号表示“电路工作，且有编码输入” 扩展端选通输出端上页下页返回

74LS148的功能表 输入输出 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 × × × × × × ×0 × × × × × ×0 1 × × × × ×0 1 1 × × × ×0 1 1 1 × × ×0 1 1 1 1 × ×0 1 1 1 1 1 ×0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 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 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 的优先权最高，的优先权最低。上页下页返回

74LS148 优先编码器74LS148 8线-3线优先编码器74LS148的输出函数表达式。上页下页返回

把第 1片的“无编码信号输入”信号作为 第 2片的选通输入信号。第一片的作为输出编码的第4位 [例4.3.1]：试用两片74LS148接成16线–4线优先编码器，将 16个低电平输入信号编为0000～1111 16个 4位二进制代码。其中的优先权最高，最低。解：将8个优先权高的输入信号接到第 1片的输入端，将8个优先权低的输入信号接到第 2片的输入端。上页下页返回

74LS148 74LS148 用两片74LS148接成的16线 – 4线优先编码器接线图。上页下页返回

二、译码器 译码是编码的逆过程，功能是将每个输入的二进制代码，译成对应的输出高、低电平信号。常用的译码器电路有：二进制译码器二 –十进制译码器显示译码器三大类上页下页返回

3线- 8线译码器 3位二进制（3线 –8线）译码器的框图 1. 二进制译码器二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。输入信号输出信号上页下页返回

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 用二极管与门阵列组成的3线–8线译码器。 0 0 0 上页下页返回

用二极管与门阵列组成的3线–8线译码器。 1 0 0 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 上页下页返回

用二极管与门阵列组成的3线–8线译码器。 1 0 1 1 0 1 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 上页下页返回

3位二进制译码器的真值表 输出输入 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 通常只用在一些大规模集成电路内优点：二极管与门阵列存储器比较简单。缺点：输入电阻较低，输出电阻较高，输出的高、低电平信号发生偏移。上页下页返回

用与非门组成的3线-8线译码器 74LS138 一些中规模集成电路译码器中常用三极管集成门电路控制端输出信号输入信号上页下页返回

用与非门组成的3线-8线译码器 74LS138 当S=1时上页下页返回

3线 –8线译码器74LS138的功能表 输出输入 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 111 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 译码器被禁止译码器工作上页下页返回

74LS138（1） 74LS138（2）用两片74LS138接成的4线—16线译码器 [例4.3.2]: 试用两片3线-8线译码器74LS138组成 4线-16线译码器，将输入的4位二进制代码D3D2D1D0 ，译成16个独立的低电平信号。上页下页返回

[例4.3.3]:用一个3线-8线译码器实现函数: 解：将函数表达式写成最小项之和的形式：上页下页返回

A 2 74LS138 转换成与非—与非表达式形式画出逻辑图上页下页返回

二-十进制译码器74LS42的真值表 输出输入序号 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 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 1 1 1 1 1 1 1 1 0 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 1 1 1 1 1 1 1 1 0 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 1 1 1 1 1 1 1 1 0 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 2 3 4 5 6 7 8 9 伪码 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2. 二 – 十进制译码器是将输入BCD码的10个代码译成10个高、低电平输出信号上页下页返回

输出函数表达式: 逻辑图: 二 - 十进制译码器 74LS42 上页下页返回

3. 显示译码器 （1）七段字符显示器也称做七段数码管。为了能以十进制数码直观地显示数字系统的运行数据, 目前被广泛应用。常见的七段字符显示器有：半导体数码管和液晶显示器。上页下页返回

发光二极管LED (Light Emitting Diode) ，，，，公共阴极，等效图， VCC 外形图公共阳极 • 半导体数码管BS201A 优点:工作电压低,体积小, 寿命长,可靠性高, 响应时间短,亮度较高。缺点:工作电流较大。上页下页返回

玻璃盖板 结构 vI 符号 A 驱动电路 • 液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD）透明电极液晶分子反射电极 A= 0时显示器不工作。 A= 1时显示器工作。优点: 功耗极小。缺点: 亮度很差，响应速度较低。上页下页返回

输入 输出 BCD– 七段显示译码器的真值表数字字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 （2）BCD– 七段显示译码器上页下页返回

00 01 11 10 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 00 01 11 0 0 10 (a) 00 01 11 10 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 00 01 11 10 (b) 求输出变量的逻辑表达式，用卡诺图化简上页下页返回

00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 00 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 00 01 01 11 11 10 10 (d) (c) 上页下页返回

00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 00 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 00 01 01 11 11 10 10 (e) (f) 00 01 11 10 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 00 01 11 10 (g) 上页下页返回

上页下页返回

(7448) BCD – 七段显示译码器7448 输入信号输出信号附加控制端上页下页返回

(7448) 时，数码管的七段同时点亮，平时应置为高电平。时，将本应显示 0 但不希望显示的 0 熄灭。附加控制端的功能和用法灯测试输入灭零输入可检查该数码管各段能否正常发光。上页下页返回

(7448) 灭灯输入/灭零输出作为输入端使用时，称为灭灯输入控制端。作为输出端使用时，称为灭零输出控制端。时，将被驱动的数码管熄灭。时，表示已将本该显示的零熄灭了。灭灯输入/灭零输出上页下页返回

用7448驱动BS201的连接方法 (7448) 可通过改变七个电阻值的大小来调整数码管的亮度。上页下页返回

三、数据选择器 在数字传输过程中，需要从一组数据中选出某一个时，要用到数据选择器，也称为多路开关。上页下页返回

地址代码输入端 控制端输出端数据输入端 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 以双4选1数据选择器为例，说明工作原理。双4选1数据选择器74HC153 上页下页返回

TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 TG1 S1 = 1 时数据选择器工作， S1 = 0 时数据选择器被禁止工作。上页下页返回

74HC153 [例4.3.4]用两个带附加控制端的4选1数据选择器组成一个8选1数据选择器。上页下页返回

74HC153 2 1 用数据选择器设计组合逻辑电路 [例4.3.5]用4选1数据选择器实现交通信号灯监视电路解：已知选择则上页下页返回

[例4.3.6] 用8选1数据选择器产生三变量逻辑函数解： 8选1数据选择器逻辑函数式为：上页下页返回

C B A 1 74HC153 Z 0 上页下页返回

第三节 若干常用的组合逻辑电路