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10.2.2 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计过程与分析过程相反 实际逻辑问题 数 字 集 成 电 路 逻辑电路
SSI（小规模集成，Small Scale Integration） MSI（中规模集成,Medium Scale Integration）
LSI（大规模集成,Large Scale Integration） VLS（超大规模集成, Very Large Scale Integration）
0
1 1 0 0
1
0 1 0 1
表10-5 8421BCD码编码表
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根据表10-5可写出输出端逻辑表达式
③
写 出 逻 辑 函 数 表 达 式
D=Y8+Y9 C=Y4+Y5+Y6+Y7
B=Y2+Y3+Y6+Y7
A=Y1+Y3+Y5+Y7+Y9
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如图10-12所示。此电路应使用原码输入。
液晶显示器(Liguid Crystal Display，简称LCD)
液晶显示器的最大优点是功耗极小，工作电压也 很低。缺点是亮度很差、响应速度较低，限制了 它在快速系统中的应用
图10-9
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其输出、输入之间的逻辑关系可以用简化 真值表即编码表表示，如表10-4所示: 列
输入信号 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 C 0 0 0 0 1 1 1 1
表10-4 编码表
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B 0 0 1 1 0 0 1 1
A 0 1 0 1 0 1 0 1
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④
画 逻 辑 图
图10-16 2线—4线译码器的逻辑图
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2．二—十进制译码器 将二—十进制代码翻译成十进制数的逻辑电路 4位输入代码共有16个组合状态，其中没有与其 对应输出端的六个为伪码 图10-19是二—十进制译码器74LS42的逻辑图。 根据逻辑图可得:
Y0 Y 1 Y2 Y3 Y4 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0
图10-11 8421码编码器框图
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十进制数 0（Y0） 1（Y1） 2（Y2）
D 0 0 0
C 0 0 0
B 0 0 1
A 0 1 0
②
列出 8421 编码 的真 值表
3（Y3）
4（Y4）
0
0
0
1
1
0
1
0
5（Y5）
6（Y6） 7（Y7） 8（Y8） 9（Y9）
0
0 0 1 1
1
1 1 0 0
Z1
Z1
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输出
…
10.2
组合逻辑电路的分析和设计
10.2.1 组合逻辑电路的分析
方法步骤:
根据题意写 逻辑表达式 逻辑式化简
卡诺图化简
确定电路的功能
列出真值表
写最简式
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例10-1 分析图10-2所示的逻辑电路
解： 图10-2所示为4个门电路构成的3级组合电 路。组合逻辑电路中“级”数是指从某一输入 信号发生变化至引起输出端也发生变化所经历 的逻辑门的最大数目。 (1) 列出图10-2的逻辑式, 并进行化简 F=AB+B+BCD =AB+B(A+1)+BCD =A(B+B)+B(1+CD)
(10-11)
将式(10-11)化为真值表的形式,即得到表10-7见(P211)
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1．二进制译码器
将二进制代码的各种状态按 照其原来的“含义”翻译过 来 例10-6 试设计一个两位二进制代码的译码器。
解：输入是一组两位二进制代码，输出是与代码 状态相对应的4个信号(简称2线—4线译码器),其框 图如图10-15所示：
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(1) 8线-3线优先编码器74LS148
选通输 出端
低电平 表示电 路工作， 但无编 码输入
扩展端 低电平输 出信号表 示电路工 作，且有 编码输入
图10-13
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选通输 入 端
从图10-13可写出输出的逻辑式:
Y 2 ( I 4 I 5 I 6 I 7 ) S Y 1 ( I 2 I 4 I 5 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 ) S Y 0 ( I 1 I 2 I 4 I 6 I 3 I 4 I 6 I 5 I 6 I 7 ) S
表10-2
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 0 0 1 1 0
(2) 据真值表写出输出 逻辑表达式 F=ABC+ABC 变换并化简： F=AC(C+B)+AB(B+C) 因为C· C=0,B· B=0 F=ACBC+ABBC
=ACBC+ABBC
=ACBC· ABBC （10-3）
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Y S I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7S
Y EX I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 S S ( I 0 I1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 ) S
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(10-8)
④
根据 逻辑 函数 式画 出逻 辑图
图10-12 8421编码器的逻辑图
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3．优先编码器 优先编码器的功能： 允许同时在几个输入端有输入信号，编码器按输入 信号排定的优先顺序，只对同时输入的几个信号中 优先权（优先级别）最高的一个信号进行编码。 常用的8线—3线优先编码器： T1148（74LS148） 10线—4线8421BCD优先编码器: T1147（74LS147）
Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0 A 3 A 2 A1A 0
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图10-19 二—十进 制译码器 74LS42的逻 辑图
解 :（1）先根据要求列出真值表：设三台电 动机的工作信号为输入变量，分别用A、B、 C表示；工作时为1，不工作时为0。中断信号 为输出变量，用F表示；发出中断信号为0， 无中断信号为1。列出真值表如表10-2所示。
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A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
真
值 表
将使输出函数为1的变量直接加起来，得 到相应的最简与或表达式。
写 出 逻 辑 函 数 表 达 式
C=Y4+Y5+Y6+Y7 B=Y2+Y3+Y6+Y7 A=Y1+Y3+Y5+Y7
（10-6）
若用与非门实现式（10-6）的关系，可变换 为下式 C= Y4 Y5 Y6 Y7 B= Y2 Y3 Y6 Y7
列出电路的真值表如表10-10所示(P214)。
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3．BCD七段显示译码器 数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。 数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等 部分组成。 (1) 数码显示器 数码显示器是用来显示数字、文字或者符号的器 件. 字形重叠式 数码 的显 分段式 示方 式 点阵式
分析 逻辑 功能 要求
图10-15
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①
②
列 真 值 表
输入 输 B A Y0 Y1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0
Y0=BA Y1=BA Y2=A Y3=BA
出 Y2 Y3 0 0 0 0 1 0 0 1
表10-8 2线—4 线译码 器的真 值表
③
写各 输出 的逻 辑式
(3) 据式（10-3）画出全部由与非门构成的逻辑电路 如图10-5所示。
图10-5
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10.3 常用组合逻辑电路
10.3.1编码器 （实现编码功能的电路）
编码：将若干个0和1的数码按一定的规律编排成不 同的代码，并赋予每个代码以特定的含义
1．二进制编码器 二进制编码： 用二进制代码表示某种代码或信号的过程
图10-2
=A+B
（10-1）
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（2）根据式子（10-1）列出真值表，如表10-1所示。 A 0 1 0 1 B 0 0 1 1
表10-1
F 0 1 1 1
（3）确定电路的功能。
输出端F的状 态仅取决于输入 变量A、B的状态： A、B同时为 0时，则F为0，否 则F为1。
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第10章 组合逻辑电路
10.1 组合逻辑电路的特点
10.2 组合逻辑电路的分析和设计 10.3 常用组合逻辑电路
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10.1 组合逻辑电路的特点
组合逻辑电路：用各种门电路组成的，用于实现某 种功能的复杂逻辑电路。 特点:输出与输入的关系具有即时性 一般示意框图 X1 X2 … 输入 X3 Z1 组合逻辑电路
（10-9）
（10-10）
根据式（10-8）、式（10-9）和式（10-10）可以列 出表10-6所示74LS148的功能表（见书P210） （2）10线-4线8421BCD优先编码器74LS147
图10-14 二－十进制优 先 编 码 器 74LS147的逻辑 图
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由(4-14)图可得
Y3 I 8 I 9 Y2 I 7 I 8 I 9 I 6 I 8 I 9 I 5 I 8 I 9 I 4 I 8 I 9 Y1 I 7 I 8 I 9 I 6 I 8 I 9 I 3 I 4 I 5 I 8 I 9 I 2 I 4 I 5 I 8 I 9 Y0 I 9 I 7 I 8 I 9 I 5 I 6 I 8 I 9 I 3 I 4 I 6 I 8 I 9 I1 I 2 I 4 I 6 I 8 I 9