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数码显示电路的设计概要


真 值 表
逻辑表达式
Y2 I 7 I7 Y I 1 7 I7 Y I 7 0 I7
I7 I6 I7 I6 I5 I7 I6 I5 I 4 I6 I5 I 4 I7 I6 I7 I6 I5 I 4 I3 I7 I6 I5 I 4 I3I 2 I6 I5 I 4 I3 I5 I 4 I 2 I 7 I 6 I 5 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I1 I 6 I 5 I 6 I 4 I 3 I 6 I 4 I 2 I1
1
Y
≥1
Y2
逻辑表 达式
Y1 A B C Y2 A B Y Y3 Y1 Y2 B A B C A B B Y3 Y1 Y2 B
最简与或 表达式
Y ABC AB B AB B A B
10
1
最简与或 表达式
5
化 简
4 5
Y= AB +AC
A B A C & &
Y AB AC
6
逻辑变换
6
逻辑电 路图
&
Y
小 结
①组合电路的特点:在任何时刻的输出只取决于当 时的输入信号,而与电路原来所处的状态无关。实现 组合电路的基础是逻辑代数和门电路。 ②组合电路的逻辑功能可用逻辑图、真值表、逻辑 表达式、卡诺图和波形图等5种方法来描述,它们在本 质上是相通的,可以互相转换。 ③组合电路的设计步骤:逻辑图→写出逻辑表达式 →逻辑表达式化简→列出真值表→逻辑功能描述。 ④组合电路的设计步骤:列出真值表→写出逻辑表 达式或画出卡诺图→逻辑表达式化简和变换→画出逻 辑图。 在许多情况下,如果用中、大规模集成电路来实现 组合函数,可以取得事半功倍的效果。
真值表
A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 1 1 1 1 1 1 0 0
电路的逻辑功能
电路的输出Y只与输入A、B 有关,而与输入C无关。Y和A、 B的逻辑关系为:A、B中只要一 个为0,Y=1;A、B全为1时, Y=0。所以Y和A、B的逻辑关系 为与非运算的关系。
逻辑图 8 线 -3 线 优 先 编 码 器
I7 Y2 ≥1 & Y1 ≥1 & Y0 ≥1
1 I6
1 I5
1 I4 I3
1 I2 I1 I0
如果要求输出、输入均为反变量,则只要在图中 的每一个输出端和输入端都加上反相器就可以了。
2、集成3位二进制优先编码器
集成3位二进制优先编码器74LS148
集成3位二进制优先编码器74LS148的真值表
输 入 输 出
ST
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
I7
I6
I5
பைடு நூலகம்
I4
I3
I2
I1
I0
Y2
1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
Y1
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Y 0 Y E X YS
1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
A 0 B 0 0 1 1 C 0 1 0 1
穷 举 法
1
Y
0 0 0 0
A 1 1 1 1
B 0 0 1 1
C 0 1 0 1
Y 0 1 1 1
真值表
2
0 0 0
2
逻辑表达式 Y m5 m6 m7 AB C ABC ABC
3
3
卡诺图
化 简
4
AB C 0 1
00
01
11
1 1
输入:逻辑0(低电平)有效
输出:逻辑0(低电平)有效
*集成3位二进制优先编码器74LS148的级联
Y0 &
Y1 &
Y2 &
Y3
YEX &
Y0 Y1 Y2 YS 低位片
YEX
Y0 Y1 Y2 YS 高位片
YEX
ST
ST
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
优先级别从 I9 至 I0 递降
逻辑表达式
Y3 I 9 I 9 I 8 I 9 I 8 Y2 I 9 I 8 I 7 I 9 I 8 I 7 I 6 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 4 I I I I I I I I I I I I 9 8 7 9 8 6 9 8 5 9 8 4 Y1 I 9 I 8 I 7 I 9 I 8 I 7 I 6 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I9 I8 I 7 I9 I8 I 6 I9 I8 I5 I 4 I3 I9 I8 I5 I 4 I 2 Y0 I 9 I 9 I 8 I 7 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 9 I 8 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I1 I 9 I 8 I 7 I 8 I 6 I 5 I 8 I 6 I 4 I 3 I 8 I 6 I 4 I 2 I1
输 I7 I6 I5 I4 I3 入 I2 I1 I0 输 Y2 1 1 1 1 0 0 0 0 Y1 1 1 0 0 1 1 0 0 出 Y0 1 0 1 0 1 0 1 0
1 × × × × × × × 0 1 × × × × × × 0 0 1 × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × × 1 0 0 0 × × × 1 0 0 × × 1 0 × 1
& & & &
Y
最简与或 表达式
4
A
B
用异或门加 非门实现
逻辑变换
5
Y A B
=1
Y
A B
逻辑电路图
电路功 能描述
例:用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重 比赛有3个裁判,一个主裁判和两个副裁判。杠铃完 全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮 来确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功,并 且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯才亮。 1 设主裁判为变量A,副裁判分别为B和C;表示 成功与否的灯为Y,根据逻辑要求列出真值表。
设楼上开关为A,楼下开关为B,灯泡为Y。并设A、B 合向左侧时为0,合向右侧时为1;灯亮时Y为1,灯灭时 Y为0。根据逻辑要求列出真值表。
A B 0 1 0 1 Y 1 0 0 1
1
真值表
0 0 1 1
2
2
逻辑表达式 或卡诺图
化 简 3
Y AB AB
用与非 门实现
已为最简与 或表达式
Y AB AB
ST
I7 (b)
I6 I5 I4
I3 I2 I1 I0
引脚排列图
逻辑功能示意图
ST为使能输入端,低电平有效。YS为使能输出端,通常接至低 位芯片的端。YS和ST配合可以实现多级编码器之间的优先级别 的控制。YEX为扩展输出端,是控制标志。 YEX =0表示是编 码输出; YEX =1表示不是编码输出。
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15
16线-4线优先编码器
优先级别从 I15 ~ I 0 递降
3、8421 BCD码优先编码器
真值表
I9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y3 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Y2 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 Y1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Y0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 × × × × × × × × × × × × × × × × × 1 0 0 0 0 0 0 0 × × × × × × × 1 × × × × × × 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × × × 1 0 0 0 0 × × × × 1 0 0 0 × × × 1 0 0 × × 1 0 × 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
Y 0 0 0 1 0 1 1 1
4
真值表
4
电路的逻 辑功能
当输入A、B、 C中有2个或3 个为1时,输 出Y为1,否 则输出Y为0。 所以这个电路 实际上是一种 3人表决用的 组合电路:只 要有2票或3票 同意,表决就 通过。
例:
逻辑图
A B C 1
≥1
Y1
≥1 Y3
用与非门实现
Y A B AB
A B C & Y
二、 组合逻辑电路的设计方法
电路功 能描述
穷 举 法
例:设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路 来控制楼梯上的路灯,使之在上楼前,用楼下 开关打开电灯,上楼后,用楼上开关关灭电灯; 或者在下楼前,用楼上开关打开电灯,下楼后, 用楼下开关关灭电灯。 1
案例1 编码器
一、 二进制编码器 二、 二-十进制编码器 三、 优先编码器 退出
实现编码操作的电路称为编码器。
一、 二进制编码器
3位二进制编码器
输入 I0 输 出 Y2 0 0 0 0 1 1 1 1 Y1 0 0 1 1 0 0 1 1 Y0 0 1 0 1 0 1 0 1
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