電工技術課件：第20章 門電路和組合邏輯電路5

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1、下一頁下一頁上一頁上一頁第第20章章 門電路和組合邏輯電路門電路和組合邏輯電路20.1 脈沖信號脈沖信號20.2 基本門電路及其組合基本門電路及其組合20.5 邏輯代數邏輯代數20.4 CMOS門電路門電路20.3 TTL門電路門電路20.6 組合邏輯電路的分析與綜合組合邏輯電路的分析與綜合20.7 加法器加法器20.8 編碼器編碼器20.9 譯碼器和數字顯示譯碼器和數字顯示下一頁下一頁上一頁上一頁20.8 編碼器編碼器 把二進制碼按一定規律編排，使每組代把二進制碼按一定規律編排，使每組代碼具有一特定的含義，碼具有一特定的含義，稱為編碼。稱為編碼。具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。具有編碼功能

2、的邏輯電路稱為編碼器。n 位二進制代碼有位二進制代碼有 2n 種組合，可以表示種組合，可以表示 2n 個信息。個信息。要表示要表示N個信息所需的二進制代碼應滿個信息所需的二進制代碼應滿足足 2n N下一頁下一頁上一頁上一頁20.8.1 二進制編碼器二進制編碼器將輸入信號編成二進制代碼的電路。將輸入信號編成二進制代碼的電路。2n個個n位位編碼器編碼器高高低低電電平平信信號號二二進進制制代代碼碼下一頁下一頁上一頁上一頁(1)分析要求：分析要求：輸入有輸入有8個信號，個信號，即即 N=8，根據，根據 2n N 的關系，即的關系，即 n=3，即輸出為三位二進制代碼。，即輸出為三位二進制代碼。例：例：設

3、計一個編碼器，滿足以下要求：設計一個編碼器，滿足以下要求：(1)將將 I0、I1、I7 8個信號編成二進制代碼。個信號編成二進制代碼。(2)編碼器每次只能對一個信號進行編碼，不編碼器每次只能對一個信號進行編碼，不 允許兩個或兩個以上的信號同時有效。允許兩個或兩個以上的信號同時有效。(3)設輸入信號高電平有效。設輸入信號高電平有效。下一頁下一頁上一頁上一頁0 0 10 1 11 0 10 0 00 1 01 0 01 1 01 1 1I0I1I2I3I4I5I6I7(2)列編碼表：列編碼表：輸入輸入輸輸 出出Y2 Y1 Y0下一頁下一頁上一頁上一頁(3)寫出邏輯式并轉換成寫出邏輯式并轉換成“與非

4、與非”式式Y2=I4+I5+I6+I7=I4 I5 I6 I7.=I4+I5+I6+I7Y1=I2+I3+I6+I7=I2 I3 I6 I7.=I2+I3+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7=I1 I3 I5 I7.=I1+I3+I5+I7下一頁下一頁上一頁上一頁(4)畫出邏輯圖畫出邏輯圖10000000111I7I6I5I4I3I1I2Y2Y1Y0下一頁下一頁上一頁上一頁將十進制數將十進制數 09 編成二進制代碼的電路編成二進制代碼的電路20.8.2 二二 十進制編碼器十進制編碼器表示十進制數表示十進制數4位位10個個編碼器編碼器高高低低電電平平信信號號二二進進制制代代碼碼下一頁下一頁上

5、一頁上一頁 列編碼表：列編碼表：四位二進制代碼四位二進制代碼可以表示十六種可以表示十六種不同的狀態，其不同的狀態，其中任何十種狀態中任何十種狀態都可以表示都可以表示09十個數碼，十個數碼，最常用的是最常用的是8421碼。碼。000輸輸 出出輸輸 入入Y1Y2Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)Y300011101000011110001101100000000001118421BCD碼編碼表碼編碼表下一頁下一頁上一頁上一頁 寫出邏輯式并化成寫出邏輯式并化成“或非或非”門和門和“與非與非”門門Y3=I8+I9下一頁下一頁上一頁上

6、一頁畫出邏輯圖畫出邏輯圖10000000011101101001&1 1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9下一頁下一頁上一頁上一頁 法二：法二：98983.IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 7I下一頁下一頁上一頁上一頁十鍵十鍵84218421碼編碼器的邏輯圖碼編碼器的邏輯圖+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6I7I8I91K 10S001S12S23S34S45S56S67S78S89S9下一頁下一頁上一頁上一頁 當有當有兩個或兩個以上兩

7、個或兩個以上的信號同時輸入編碼電路，的信號同時輸入編碼電路，電路只能對其中一個優先級別高的信號進行編碼。電路只能對其中一個優先級別高的信號進行編碼。即允許幾個信號同時有效，但電路只對其中即允許幾個信號同時有效，但電路只對其中優先級別高的信號進行編碼，而對其它優先級優先級別高的信號進行編碼，而對其它優先級別低的信號不予理睬。別低的信號不予理睬。20.8.3 優先編碼器優先編碼器下一頁下一頁上一頁上一頁CT74LS4147 編碼器功能表編碼器功能表I9Y0I8I7I6I5I4I3I2I1Y1Y2Y3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1輸輸 入入 (低電平有效低電平有效)輸輸 出出(

8、8421反碼反碼)0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 01 1 1 0 1 0 0 11 1 1 1 0 1 0 1 01 1 1 1 1 0 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 0 01 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0下一頁下一頁上一頁上一頁例例:CT74LS147147集成優先編碼器集成優先編碼器(10(10線線-4-4線線)T4147T4147引腳圖引腳圖低電平低電平有效有效GND 1287654YYIIIII091233CC NYIIIIYU16 15 14 13 12 11 1

9、0 91 2 3 4 5 6 7 8CT74LS4147下一頁下一頁上一頁上一頁集成優先編碼器集成優先編碼器(8(8線線-3-3線線)GND Y Y ST I I I I12765400123EXSCCY I I I I Y YU16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 874LS148 74LS348ST為選通輸入端，低電平有效為選通輸入端，低電平有效0ST編碼器工作編碼器工作1ST輸出均被鎖定在高電平輸出均被鎖定在高電平下一頁下一頁上一頁上一頁集成優先編碼器集成優先編碼器(8(8線線-3-3線線)SY為選通輸出端，只有當所有的編碼輸入都為為選通輸出端，只有當所

10、有的編碼輸入都為高電平，且高電平，且 =0=0時，時，表示無編碼，表示無編碼信號輸入，級連時可以擴展優先編碼功能。信號輸入，級連時可以擴展優先編碼功能。ST0SYEXY為優先擴展輸出端，級連時可作輸出位的擴展端為優先擴展輸出端，級連時可作輸出位的擴展端只要有任何一個編碼輸入，且只要有任何一個編碼輸入，且 =0=0時，時，表示有編碼信號輸入表示有編碼信號輸入ST0EXY下一頁下一頁上一頁上一頁用二片用二片148148接成接成1616線線-4-4線優先編碼器線優先編碼器S012EXY Y Y Y Y 01234567IIIIIIII74LS148（1）89101112131415IIIIIIII7

11、4LS148（2）ST ST&Y3Y2Y1Y0S012EXY Y Y Y Y（2）有編）有編碼為碼為0，無，無編碼時為編碼時為109I01110110下一頁下一頁上一頁上一頁20.9 譯碼器和數字顯示譯碼器和數字顯示 譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯成譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯成一個特定的輸出信號。一個特定的輸出信號。21.10.1 二進制譯碼器二進制譯碼器8個個3位位譯碼器譯碼器二二進進制制代代碼碼高高低低電電平平信信號號下一頁下一頁上一頁上一頁狀狀 態態 表表 例：例：三位二進制譯碼器（輸出高電平有效）三位二進制譯碼器（輸出高電平有效）輸輸 入入A B CY0 Y1 Y2

12、 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1輸輸 出出下一頁下一頁上一頁上一頁寫出邏輯表達式寫出邏輯表達式Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B C下一頁下一頁上一頁上一頁邏輯圖邏輯圖CBA11

13、1&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0 010000000AABBCC下一頁下一頁上一頁上一頁例：例：利用譯碼器分時將采樣數據送入計算機利用譯碼器分時將采樣數據送入計算機總線總線0AS2-42-4線譯碼器線譯碼器ABCD三態門三態門三態門三態門三態門三態門0Y1Y2Y三態門三態門時時，當當 0 S譯碼器工作譯碼器工作3Y1AAEBECEDE下一頁下一頁上一頁上一頁總線總線時時，當當 0 S譯碼器工作譯碼器工作工作原理：工作原理：(以以A0A1=00為例為例)000總線總線0AS2-42-4線譯碼器線譯碼器ABCDAEBECEDE三態門三態門三態門三態門三態門三態門0Y1Y2Y三態

14、門三態門3Y1A脫離總線脫離總線數據數據全為全為“1”下一頁下一頁上一頁上一頁總線總線0AS 2-4線譯碼器線譯碼器ABCD三態門三態門三態門三態門三態門三態門0Y1Y2Y三態門三態門時時，當當 0 S譯碼器工作譯碼器工作3Y1AAEBECEDE工作原理：工作原理：(以以A0A1=00為例為例)000脫離總線脫離總線數據數據全為全為“1”下一頁下一頁上一頁上一頁CT74LS139型譯碼器型譯碼器(a)外引線排列圖；外引線排列圖；(b)邏輯圖邏輯圖(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC109161514131211CT

15、74LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1雙雙 2/4 線譯碼線譯碼器器A0、A1是輸入端是輸入端Y0Y3是輸出端是輸出端 S 是使能是使能端端下一頁下一頁上一頁上一頁 輸輸 入入 輸輸 出出SA0A1Y0110 0 00 0 11 001 101110139功能表功能表 Y1Y2Y3111011101110111CT74LS139型譯碼器型譯碼器雙雙 2/4 線譯碼線譯碼器器A0、A1是輸入端是輸入端Y0Y3是輸出端是輸出端 S 是使能是使能端端S=0時譯碼器工時譯碼器工作作輸出低電平有效輸出低電平有效下一頁下一頁上一頁上一頁集成集成 3/83/8線譯碼器線譯碼器GND

16、 Y S S S A A A71232106543210CCYY Y YY YY U16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 874LS138 A A A210三位二進制代碼輸入端三位二進制代碼輸入端70YY 8 8個輸出端個輸出端123S S S3 3個輸入使能端個輸入使能端 1S0 S S 123譯碼器才能處于譯譯碼器才能處于譯碼狀態，否則譯碼碼狀態，否則譯碼器禁止譯碼。器禁止譯碼。下一頁下一頁上一頁上一頁用二片用二片138138接成接成4 4線線-16-16線譯碼器線譯碼器13A012321A A A S S S 89101112131415YYYYYYYY

17、74LS138（2）012321A A A S S S 01234567YYYYYYYY74LS138（1）012A A A1 0 0 10下一頁下一頁上一頁上一頁20.9.2 二二-十進制顯示譯碼器十進制顯示譯碼器 在數字電路中，常常需要在數字電路中，常常需要把運算結果用十進把運算結果用十進制制 數顯示出來，數顯示出來，這就要用這就要用顯示譯碼器顯示譯碼器。二二 十十進進制制代代碼碼譯譯碼碼器器驅驅動動器器顯顯示示器器下一頁下一頁上一頁上一頁gfedcba 1.半導體數碼管半導體數碼管 由七段發光二極管構成由七段發光二極管構成例：例：共陰極接法共陰極接法a b c d e f g 0 1 1

18、 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低低電電平平時時發發光光高高電電平平時時發發光光共陽極接法共陽極接法abcgdef+dgfecbagfedcba共陰極接法共陰極接法abcdefg下一頁下一頁上一頁上一頁 2.七段譯碼顯示器七段譯碼顯示器Q3 Q2Q1Q0agfedcb譯譯碼碼器器二二 十十進進制制代代碼碼(共陰極共陰極)100101111117個個4位位下一頁下一頁上一頁上一頁七段顯示譯碼器狀態表七段顯示譯碼器狀態表gfedcbaQ3 Q2 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0

19、 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9輸輸 入入輸輸 出出顯示顯示數碼數碼下一頁下一頁上一頁上一頁BS204A0A1A2A3CT74LS247CT74LS247+5V來來自自計計數數器器七段譯碼器和數碼管的連接圖七段譯碼器和數碼管的連接圖5107abcdefgRBI BI LTA11A22LT3BI4RBI5A36A07GND8911101213141516+UCCCT 74LS247CT74LS247型譯碼型譯碼器的外引線排列圖器的外引線排列圖abcdefg下一頁下一頁上一頁上一頁作業：作業：P284 20.8.1 20.9.4