第4章[题].分析图电路的逻辑功能,写出输出的逻辑函数式,列出真值表,说明电路逻辑功能的特点。
图P4.1B YAP 56P P =图解:(1)逻辑表达式()()()5623442344232323232323Y P P P P P CP P P P CP P P C CP P P P C C P P P P C P PC ===+=+=++=+ 2311P P BP AP BABAAB AB AB ===+()()()2323Y P P C P P CAB AB C AB ABC AB AB C AB AB CABC ABC ABC ABC=+=+++=+++=+++(2)真值表(3)功能从真值表看出,这是一个三变量的奇偶检测电路,当输入变量中有偶数个1和全为0时,Y =1,否则Y=0。
[题] 分析图电路的逻辑功能,写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式,列出真值表,指出电路完成什么逻辑功能。
图P4.3B1Y 2[解]解: 2Y AB BC AC =++12Y ABC A B C Y ABC A B C AB BC AC ABC ABC ABC ABC =+++=+++++=+++()())由真值表可知:、C 为加数、被加数和低位的进位,Y 1为“和”,Y 2为“进位”。
[题] 图是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图,写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时,Y 1~Y 4的逻辑式,列出真值表。
图P4.4[解](1)COMP=1、Z=0时,TG 1、TG 3、TG 5导通,TG 2、TG 4、TG 6关断。
3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===, 4324A A A Y ++=(2)COMP=0、Z=0时,Y 1=A 1, Y 2=A 2, Y 3=A 3, Y 4=A 4。
COMP=0、Z=0的真值表从略。
[题]用与非门设计四变量的多数表决电路。
当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1,输入为其他状态时输出为0。
[解] 题的真值表如表所示,逻辑图如图(b)所示。
表A4.5输 入输 出A B C D 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 1 0 1 0 10 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 01 1 Y000010001 0 1 0 1 0 1 01 1 1 1 1 11 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 00 1 1 0 1 100010111输 入输 出A B C D Y由表可写输出逻辑函数式Y ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABC ABD ACD BCD=++++=+++填卡诺图,如图(a)所示合并最小项,得最简与—或式Y ABC ABD ACD BCD =⋅⋅⋅00 01 11 1000011110Y AB CD0 0 0 00 0 1 00 1 1 10 0 1 0图A4.5 aAB C 图A4.5bD[题] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水,如图所示。
水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。
水面低于检测元件时,检测元件给出高电平;水面高于检测元件时,检测元件给出低电平。
现要求当水位超过C 点时水泵停止工作;水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作;水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作;水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。
试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路,要求电路尽量简单。
图P4.6[解] 题的真值表如表所示。
表真值表中的C B A 、C B A 、C B A 、C AB 为约束项,利用卡诺图图(a)化简后得到:SM LMS M A BC =+, L M B =(M S 、M L 的1状态表示工作,0状态表示停止)。
逻辑图如图(b)。
[题] 设计一个代码转换电路,输入为4位二进制代码,输出为4位循环码。
可以采用各种逻辑功能的门电路来实现。
[解] 题的真值表如表所示。
由真值表得到 33A Y =, 232A A Y ⊕=, 121A A Y ⊕=, 010A A Y ⊕= 逻辑图如图所示。
图A4.71234A[题] 试画出用4片8线-3线优先编码器74LS148组成32线-5线优先编码器的逻辑图。
74LS148的逻辑图见图。
允许附加必要的门电路。
[解] 以310~I I 表示32个低电平有效的编码输入信号,以D 4D 3D 2D 1D 0表示输出编码,可列出D 4、D 3与Y EX4Y EX3Y EX2Y EX1关系的真值表。
如表所示。
从真值表得到34344EX EX EX EX Y Y Y Y D ⋅=+= 24243EX EX EX EX Y Y Y Y D ⋅=+=逻辑电路图略。
[题] 某医院有一、二、三、四号病室4间,每室设有呼叫按钮,同时在护士值班室内对应地装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。
现要求当一号病室的铵钮按下时,无论其他病室内的按钮是否按下,只有一号灯亮。
当一号病室的按钮没有按下,而二号病室的按钮按下时,无论三、四号病室的按钮是否按下,只有二号灯亮。
当一、二号病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时,无论四号病室的铵钮是否按下,只有三号灯亮。
只有在一、二、三号病室的按钮均未按下,而四号病室的按钮按下时,四号灯才亮。
试分别用门电路和优先编码器74LS148及门电路设计满足上述控制要求的逻辑电路,给出控制四个指示灯状态的高、低电平信号。
74LS148的逻辑图如图所示,其功能表如表所示。
表 74LS148的功能表[解]设一、二、三、四号病室分别为输入变量1234A A A A 、、、,当其值为0时,表示呼叫按钮按下,为1时表示没有按呼叫铵钮,将它们接到74HC148的3210I I I I 、、、输入端后,便在74HC148的输出端210Y Y Y 、、得到对应的输出编码;设一、二、三、四号病室呼叫指示灯分别为Z 1、Z 2、Z 3、Z 4,其值为1指示灯亮,否则灯不亮,列出真值表,如表示。
表将该真值表与表对照可知,在74LS148中47I I :应接1,0,1EX S Y ==。
则 1210221032104210S SS SZ Y YY Y Z Y Y Y Y Z Y YY Y Z Y Y Y Y ⎧=⎪=⎪⎨=⎪⎪=⎩由上式可得出用74LS148和门电路实现题目要求的电路如图所示。
1Z 2Z 3Z 4Z Y Y Y Y[题] 写出图中Z 1、Z 2、Z 3的逻辑函数式,并化简为最简的与-或表达式。
74LS42为拒伪的二-十进制译码器。
当输入信号A 3A 2A 1A 0为0000~1001这10种状态时,输出端从90Y Y 到依次给出低电平,当输入信号为伪码时,输出全为1。
[解]图P4.101Z2Z3Z 74HC142Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y321AAAAMNOPNOPMPONMPONMYYYZ++==7411PONMPONMPONMYYYZ++==8522PONMPONMPONMYYYZ++==9633利用伪码用卡诺图化简,得:NOPPONPONMZ+++=1PMPONPONZ++=2MPPNOOPNZ++=3约束条件:0=+MOMN[题] 画出用两片4线-16线译码器74LS154组成5线-32线译码的接线图。
图是74LS154的逻辑框图,图中BASS、是两个控制端(亦称片选端)译码器工作时应使BASS、同时为低电平,输入信号A3、A2、A1、A0为0000~1111这16种状态时,输出端从15YY到依次给出低电平输出信号。
图A4.1174L S 154S AS BA 3A 2A 1A 0Y 8Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 9Y 10Y 11Y 12Y 13Y 14Y 150Y 15Y AS B S[解] 电路如图所示。
当A 4=0时,片(1)工作,150Y Y ⋅⋅⋅对应输出低电平;当A 4=1时,片(2)工作,3116Y Y ⋅⋅⋅对应输出低电平。
[题] 试画出用3线-8线译码器74LS138和门电路产生多输出逻辑函数的逻辑图(74LS138逻辑图如图所示,功能表如表所示)。
⎪⎩⎪⎨⎧+=++==C AB C B Y BC C B A C B A Y AC Y 321图P4.1274H C 138S 1 S 2 S 3 A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7表 74LS138 功 能 表[解] 令A=A 2,B=A 1 ,C=A O 。
将Y 1Y 2Y 3写成最小项之和形式,并变换成与非-与非形式。
∑===751Y Y )7 5i (mi Y74312Y Y Y Y )7,4,3,1j (mj Y ===∑ ∑===6403Y Y Y 0,4,6)mk(k Y用外加与非门实现之,如图所示。
图A4.1223Y 1[题] 画出用4线-16线译码器74LS154(参见题)和门电路产生如下多输出逻辑函数的逻辑图。
D C B A D C B A D C B A D C B A Y 1+++= D ABC D C AB CD B A BCD A Y +++=2 B A Y =3[解]842184211Y Y Y Y m m m m Y =+++=141311714131172Y Y Y Y m m m m Y =+++=765476543Y Y Y Y m m m m Y =+++=电路图如图所示。
图A4.13231[题] 用3线-8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路。
输入为被减数、减数和来自低位的借位;输出为两数之差及向高位的借位信号。
[解] 设a i 为被减数,b i 为减数,c i-1为来自低位的借位,首先列出全减器真值表,然后将Di ,Ci 表达式写成非-与非形式。
最后外加与非门实现之。
由全减器真值表知:1111----+++=i i i i i i i i i i i i i c b a c b a c b a c b a D7421m m m m +++=7421m m m m =7421Y Y Y Y =全减器真值表输 入输 出M i N i B i-10110100 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 0 1 1 1D i 表4.140111000 1B i同理可知 7321Y Y Y Y Ci =令a i =A 2,b i =A 1,c i-1=A 0。
电路如图所示。
74LS1381 0 0图A 4.14Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0A2 A1 A0S 1 S2 S3M i N i B i-1D i B i[题] 试用两片双4选1数据选择器74LS153和3线-8线译码器74LS138接成16选1数据选择器。