《 电子电路分析与实践 》

1. 《电子电路分析与实践》 项目五 编码器电路的仿真 王丽琴 副教授 张家口职业技术学院电气工程系

2. 《电子电路分析与实践》 • 内容提要 • 工作任务 • 学习内容 • 电子产品的制作与调试 • 情 境 回 顾

3. 《电子电路分析与实践》 内容提要 • 学习组合逻辑电路综合应用 • 学习简单数字系统设计方法 • 介绍结构图和系统组成图 • 用门电路设计一个 十条信息编码器

4. 《电子电路分析与实践》 • 工作任务 • 任务书 • 要求 • 电路装配工艺要求 • 元器件数量及规格

5. 《电子电路分析与实践》 • 任务书 • 设计十条信息编码器 • 要求EWB仿真 • 电路框图如图

6. 编码器 电路 编码器电路的框图 《电子电路分析与实践》 电路框图

7. 《电子电路分析与实践》 • 要求 • 画出电路原理图 • 叙述主要元器件的功能，它们之间的控制关系和数据传输 • 逻辑真值表 逻辑函数写出来 • 用EWB仿真

8. 《电子电路分析与实践》 电路仿真调试要求 一、逻辑抽象 分析因果关系，确定输入/输出变量 定义逻辑状态的含意（赋值） 列出真值表 二、写出函数式 三、选定器件类型 四、根据所选器件：对逻辑式化简（用门） 变换（用MSI） 五、画出逻辑电路图 六、仿真调试

9. 《电子电路分析与实践》 • 元器件数量及规格 • 元器件明细表 • 所需设备仪器

10. 《电子电路分析与实践》 元器件明细表 • 四2输入与非门74LS00 • 二4输入与非门74LS20 • 开关 • 发光二极管 • 直流电源可以直接用EWB中

11. 《电子电路分析与实践》 • 所需设备仪器 • 计算机 • EWB软件

12. 《电子电路分析与实践》 • 学习内容 • EWB使用基础知识介绍 • 逻辑代数基础 • 组合逻辑电路

13. EWB概述 • EWB是Electronics Workbench的缩写，称为电子工作平台，是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件EWB的主要功能： • 电路分析功能；故障设置功能；存储功能；与其他软件兼容与共享功能；模拟电路与数字电路混合的模拟功能；波形及时显示功能；下拉式电路编辑菜单功能。 • EWB的特点：界面直观、 操作方便；电路元器件丰富；仿真手段符合实际。

14. EWB的运行环境与安装 • 新建一个目录EWB5.0作为EWB的工作目录，将安装文件复制到工作目录，双击运行即可完成安装。 • 安装成功后，在工作目录下会产生可执行文件 EWB32.EXE 和其它一些文件，双击该图标即可运行EWB。也可以在Windows的桌面上创建EWB32.EXE的快捷方式，通过此快捷方式启动EWB。

15. EWB的工作界面

16. EWB的菜单栏 工具栏

17. EWB的元器件与仪器库栏

18. 概述 • 基本概念 逻辑： 事物的因果关系 逻辑运算的数学基础： 逻辑代数 在二值逻辑中的变量取值： 0/1

19. 逻辑代数中的三种基本运算 与（AND） 或（OR） 非（NOT） 以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开；以Y=1表示灯亮，Y=0表示灯不亮；三种电路的因果关系不同：

20. 与 • 条件同时具备，结果发生 • Y=A AND B = A&B=A·B=AB

21. 或 • 条件之一具备，结果发生 • Y= A OR B = A+B

22. 非 • 条件不具备，结果发生

23. 几种常用的复合逻辑运算 • 与非 或非 与或非

24. 几种常用的复合逻辑运算 • 异或 • Y= A  B

25. 几种常用的复合逻辑运算 • 同或 • Y= A ⊙B

26. 证明方法：推演 真值表 基本公式 • 根据与、或、非的定义，得表的布尔恒等式

27. 若干常用公式

28. 逻辑代数的基本定理 • 代入定理 ------在任何一个包含A的逻辑等式中，若以另外一个逻辑式代入式中A的位置，则等式依然成立。

29. 各种表现形式的相互转换： • 真值表 逻辑式 例：奇偶判别函数的真值表 • A=0,B=1,C=1使A′BC=1 • A=1,B=0,C=1使 AB′C=1 • A=1,B=1,C=0使ABC′ =1 这三种取值的任何一种都使Y=1, 所以 Y= ?

30. 真值表 逻辑式： • 找出真值表中使 Y=1 的输入变量取值组合。 • 每组输入变量取值对应一个乘积项，其中取值为1的写原变量，取值为0的写反变量。 • 将这些变量相加即得 Y。 • 把输入变量取值的所有组合逐个代入逻辑式中求出Y，列表

31. 逻辑式 逻辑图 1. 用图形符号代替逻辑式中的逻辑运算符。

32. 逻辑式 逻辑图 1. 用图形符号代替逻辑式中的逻辑运算符。 2. 从输入到输出逐级写出每个图形符号对应的逻辑运算式。

33. 逻辑函数的两种标准形式最小项之和 最大项之积 最小项 m： • m是乘积项 • 包含n个因子 • n个变量均以原变量和反变量的形式在m中出现一次 对于n变量函数 有2n个最小项

34. 最小项举例： • 两变量A, B的最小项 • 三变量A,B,C的最小项

35. 最小项的编号：

36. 最小项的性质 • 在输入变量任一取值下，有且仅有一个最小项的值为1。 • 全体最小项之和为1 。 • 任何两个最小项之积为0 。 • 两个相邻的最小项之和可以合并，消去一对因子，只留下公共因子。 ------相邻：仅一个变量不同的最小项 如

37. 概述 一、组合逻辑电路的特点 • 从功能上 • 从电路结构上 任意时刻的输出仅 取决于该时刻的输入 不含记忆（存储）元件

38. 组合逻辑 电路 组合逻辑电路的框图 二、逻辑功能的描述

39. 组合逻辑电路的设计方法 一、逻辑抽象 • 分析因果关系，确定输入/输出变量 • 定义逻辑状态的含意（赋值） • 列出真值表 二、写出函数式 三、选定器件类型 四、根据所选器件：对逻辑式化简（用门） 变换（用MSI） 或进行相应的描述（PLD） 五、画出逻辑电路图

40. 若干常用组合逻辑电路 编码器 • 编码：将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码 • 普通编码器 • 优先编码器

41. 一、普通编码器 • 特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。 • 例：3位二进制普通编码器

42. 利用无关项化简，得：

43. 二、优先编码器 • 特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。

44. 三、二-十进制优先编码器 • 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

46. 二、二—十进制译码器 • 将输入BCD码的10个代码译成10个高、低电平的输出信号 BCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生 • 例：74HC42

47. 三、用译码器设计组合逻辑电路 1. 基本原理 3位二进制译码器给出3变量的全部最小项; 。。。 n位二进制译码器给出n变量的全部最小项; 任意函数 将n位二进制译码输出的最小项组合起来，可获得任何形式的输入变量不大于n的组合函数

48. 二、用数据选择器设计组合电路 • 1. 基本原理 具有n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入变量不大于n+1的组合函数

49. 二、多位数值比较器 • 原理：从高位比起，只有高位相等，才比较下一位。 例如：

50. 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 一、什么是“竞争” 两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争” 二、因“竞争”而可能在输出产 生尖峰脉冲的现象，称为 “竞争-冒险”。