文档介绍：第四章常用组合逻揖功能器件
[教学要求]
掌握常用组合逻辑电路,即编码器、译码器、数据选择器、加法器及数值比较器的基本概念、工作原理及应用;
掌握相关常用集成芯片的应用。
[教学内容]
编码器――74148(8线-3线优先编码器)
译码器――74138、7448
数据选择器――74LS153或74LS151
数值比较器――功能讲解(两位数值比较)
算术运算电路――全加器(或全减器)
编码器
一、编码器的定义与功能
-2线编码器
把二进制码按一定的规律编排,例如8421码、格雷码等,使每组代码具有一特定的含义(代表某个数或控制信号)称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入,在某一时刻只有一个输入信号被转换为二进制码。
4线-2线编码器的功能表如下:
由上表可知,该编码器为高电平输入有效,因而可由功能表得到如下逻辑表达式:
根据逻辑表达式画出的逻辑图,可实现功能表所列的功能:
4线-2线编码器逻辑图
一种情况需要注意:当I0为1,I1~I3都为0时和I0~I3均为0时Y1Y0都是00,而这两种情况在实际中是必须加以区分的,这个问题留待后面加以解决。当然,编码器也可以设计为低电平有效。
―――根据轻重缓急,规定好这些控制对象允许操作的先后次序,即优先级别。识别这类请求信号的优先级别并进行编码的逻辑部件称为优先编码器。4线-2线优先编码器的功能表如下:
可以导出该优先编码器的逻辑表达式为:
二、集成电路编码器-74148
-3线优先编码器74148
优先编码器74148的逻辑图和引脚图分别如下:
其功能表为:
设输入0,1,…,7对应的变量为I0,I1,…,I7,根据功能表,写出各输出端的逻辑表达式。
以A2为例推导输出代码的逻辑表达式。
下面通过举例来了解74148的应用。
例1 用两片74148组成16位输入、4位二进制码输出的优先编码器,逻辑图如下图所示,试分析其工作原理。
解:根据74148的功能表对逻辑图进行分析,可以得出:
。。。。。。
整个电路实现了16位输入的优先编码,其中I15。具有最高的优先级别,优先级别从I15至I0依次递减。
译码器/数据分配器
一、译码器的定义及功能
译码是编码的逆过程,它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别,并转换成控制信号,具有译码功能的逻辑电路称为译码器。
译码器可分为两种类型,唯一地址译码器和代码变换器。
二进制译码器的一般原理图
下面首先分析由门电路组成的译码电路,以便熟悉译码器的工作原理和电路结构。
2输入变量的二进制译码器逻辑图:
各输出端的逻辑表达式:
可列出功能表如下:
―――译码器是通过输出端的逻辑电平以识别不同的代码。
二、集成电路译码器
上图为常用的集成译码器74138,其功能表为:
由功能表可得
……
显然,一个3线-8线译码器能产生3变量函数的全部最小项,利用这一点能够方便地实现3变量逻辑函数。
例1 用一个3线-8线译码器实现函数
解:+5V,G2A和G2B接地,于是得到各输出端的逻辑表达式为
第二步,将输入变量X、Y、Z分别接到C、B、A端,并利用摩根定律进行变换,可得到F。可见,3线-8线译码器再加-个与非门,即可实现题目所指定的组合逻辑,逻辑图如下:
-十进制译码器
在第1章已经讨论过8421BCD码,对应于0~9的十进制数由4位二进制数0000~1001表示。人们虽然不习惯于直接识别二进制数,但可采用二-十进制译码器来解决。这种译码器应有4个输入端,10个输出端。下图即是7442二一十进制译码器的逻辑图和引脚图:
它的功能表如下表所示。其输出为低电平有效。
对于Y0输出从逻辑图和功能表都可以得出,当A3A2A1A0=0000时,输出 Y0=0,它对应于十进制数0,其余输出依此类推。
在数字测量仪表和各种数字系统中,都需要将数字量直观地显示出来,一方面供人们直接读取测量和运算的结果;另一方面用于监视数字系统的工作情况。因此,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,如下图所示。
7448七段显示译码器输出高电平有效,用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端,以增强器件的功能。
7448的功能表如下:
它有3个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO,现分别简要说明如下:
①灭灯输入BI/RBO; ②试灯输入LT; ③动态灭零输入RB