1、第三章 組合邏輯電路授課題目：3.1小規模組合邏輯電路的分析教學目標：1、熟練各種門電路的邏輯功能及描述方法。 2、掌握組合邏輯電路的分析方法。3、小規模組合邏輯電路的設計教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：組合邏輯分析步驟，小規模組合邏輯電路設計方法。教學難點：分析和設計的步驟、思路和注意事項。教學過程設計 復習并導入新課問題：1、邏輯電路有哪些表示方法？2、如何由真值表寫出函數表達式？ 就新課內容提出問題1、總結如何由具體事件分析輸入變量、輸出變量和它們的關系？2、總結如何由具體事件分析輸入變量、輸出變量和它們的關系？3、真值表如何寫出？ 講授新課3.1 小規模組合邏輯電路的分析和設計

2、按照邏輯功能的不同特點，可以把數字電路分成兩大類，一類叫做組合邏輯電路，另一類叫做時序邏輯電路。組合邏輯電路的特點：即刻輸入，即刻輸出。一、組合邏輯電路的分析方法分析步驟如下：第一步：寫出邏輯函數表達式； 第二步：邏輯表達式進行化簡；第三步：列真值表；第四步：分析電路的邏輯功能。注：以上步驟并非一定要遵循，應視具體情況而定，可略去其中的某些步驟。舉例1： 分析上圖所示電路的邏輯功能。解 第一步：寫出邏輯表達式。P= N= Q=F=AB+BC+AC第二步：列出真值表。 真值表A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111第三步：邏輯功

3、能描述。由真值表可見，在輸入三個變量中，只要有兩個以上變量為1，則輸出1，所以該電路是一個三變量多數表決器。二、組合邏輯電路的設計（一）設計的一般步驟如下：第一步：分析要求；第二步：列真值表；第三步：寫出邏輯表達式并化簡；第四步：畫邏輯圖。舉例2：設計一個三變量多數表決電路，用與非門實現。解：（1）分析命題； （2）根據題意列出真值表A B CY0 0 000 0 100 1 000 1 111 0 001 0 111 1 011 1 11（3）寫出表在式Y=BC+AC+AB+ABC（4）化簡YY=AB+BC+AC由于題意指定用與非門，故變換表達式Y成與非形式Y=（5）畫出邏輯電路，（二）在實

4、驗箱搭出上題的邏輯電路，并進行邏輯功能測試。 1、2片三輸入三與非門74LS102、連接好電路，并進行功能測試，記錄顯示結果并判斷結果是否正確。ABCY000001010011100101110111授課題目：3.2組合邏輯中規模集成電路一、編碼器教學目標：1、理解編碼器的基本原理。2、掌握編碼器的特點和分類。3、掌握編碼器的邏輯功能和使用方法。4、掌握驗證集成電路的方法。教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：編碼器的邏輯功能教學難點：編碼器的應用。教學過程設計 復習并導入新課問題：n位的二進制碼，可以表示多少個信息（或者有多少個組合）？ 就新課內容提出問題1、編碼器分為哪兩類？有什么不同？

5、2、編碼器的輸入與輸出的關系是什么？ 講授新課3.2 組合邏輯中規模集成電路一、編碼器1、概念編碼：將特定含義的輸入信號（文字、 數字、 符號）轉換成二進制代碼的過程。編碼器：實現編碼操作的數字電路。2、輸入輸出關系： 3、分類1）按照輸出代碼種類的不同，分二進制編碼器()、非二進制編碼器（）。2）按照編碼方式不同，分優先編碼器、普通編碼器。（一）普通二進制編碼器特點：（1）輸入信號的個數N與輸出變量的位數n滿足n。（2）任何時刻只能對其中一個輸入信息進行編碼, 即輸入的N個信號是互相排斥的。 討論：請學生設計一個8-3線編碼器（二）優先編碼器特點：當多個輸入端同時有信號時，電路只對優先級別最

6、高的信號進行編碼。 舉例3：電話室有三種電話， 按由高到低優先級排序依次是火警電話，急救電話，工作電話，要求電話編碼依次為00、01、10。試設計電話編碼控制電路。解：（）根據題意知，同一時間電話室只能處理一部電話，假如用A、B、C分別代表火警、 急救、工作三種電話，設電話鈴響用1表示，鈴沒響用0表示。當優先級別高的信號有效時，低級別的則不起作用，這時用×表示；用Y1, Y2表示輸出編碼。（2）列真值表 （3）表達式 （4）電路圖（三）集成編碼器1、優先編碼器 74LS148 （1）利用實驗箱驗證74LS148邏輯功能是否與教材上的功能表一致。其引腳圖見下圖。（2）實驗記錄結果如下輸

7、入輸出SI0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0YSYEX1011111111000010011001110011110011111001111110011111112、優先編碼器74LS148的擴展 用74LS148優先編碼器可以多級連接進行擴展功能，如用兩塊74LS148可以擴展成為一個16線4線優先編碼器，如下圖所示。 注：擴展可以讓學生在實驗箱上自己搭接。授課題目：3.2組合邏輯中規模集成電路二、譯碼器教學目標：1、理解譯碼器的基本原理。2、掌握譯碼器的擴展和應用。4、掌握用譯碼器構成邏輯函數的方法3、熟悉74LS138集成塊的使用教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：用譯碼器設

8、計組合電路。教學難點：譯碼器擴展。教學過程設計 復習并導入新課問題：1、編碼器的邏輯功能是什么？2、編碼器的輸入輸出之間的關系是什么？3、優先編碼器和輸入排斥的編碼器有何不同？ 就新課內容提出問題1、譯碼器的輸入輸出關系如何？2、譯碼器的輸出函數表達式有什么特點？ 講授新課3.2 組合邏輯中規模集成電路二、譯碼器（一）基本概念1、定義譯碼：編碼的逆過程。把每一組輸入的二進制代碼翻譯成原來的特定信息。譯碼器：完成譯碼功能的電路稱為譯碼器。2、輸入輸出關系：2N M 全譯碼。2N M 部分譯碼。3、分類變量譯碼器：二進制譯碼器/非二進制譯碼器。顯示譯碼器：熒光、發光二極管譯碼器、液晶顯示譯碼器；（

9、二）二進制譯碼器（以74LS138 為例）1、基礎知識（1）種類：全譯碼器。（2）輸入輸出關系輸入有3位二進制碼，輸出就有8個輸出信號。符合23 8（3）分類：2線4線譯碼器，3線8線譯碼器、4線16線譯碼器等。（4）特點：在全譯碼器中，每個輸出端分別表示輸入信號的一個最小項。從74LS138 功能表得出表達式：（5）功能測試在實驗箱上測試74LS138邏輯功能是否與功能表一致。2、二進制譯碼器應用（1）構成邏輯函數。1)原理：a.n變量輸入的二進制譯碼器共有2 n個輸出，并且每個輸出代表一個n變量的最小項;b.任何函數總能表示成最小項之和的形式;c.可以實現任何形式的輸入變量不大于n的組合邏

10、輯函數。2)步驟:a.每個輸出端對應一個最小項;b.找出函數由哪些最小項構成。譯碼器輸出端低電平有效：與非門綜合結果。譯碼器輸出端高電平有效：或門綜合結果。舉例4：利用74LS138實現Y=AB+BC+CA。解：先將函數式轉換成標準與或式令A = A2，B=A1，C=A0再用摩根定理：畫出邏輯電路圖 在實驗箱上搭出電路，并進行測試ABCY00000010010001111000101111011111（2）譯碼器的擴展舉例5：用兩片74LS138實現一個4線16線譯碼器。電路圖在實驗箱上搭出電路，并驗證結果。討論：上圖中，為什么A3輸入到譯碼器的功能端時，一塊是高電平有效的使能端，一塊是低電平

11、有效的使能端？（三）二-十進制譯碼器1、種類：部分譯碼器。2、輸入輸出關系：輸入有4位二進制碼，輸出就有10個輸出信號。2n M另外6個狀態組合稱為偽碼（無用狀態），所以二-十進制譯碼器電路應具有拒絕偽碼功能，即輸入端出現偽碼時，輸出均呈無效電平。3、測試二-十進制譯碼器74LS42邏輯功能1）引腳圖2）測試結果制表授課題目：3.2組合邏輯中規模集成電路二、譯碼器（二）教學目標：1、掌握顯示譯碼器的應用。2、了解顯示器件的特點。3、熟悉74LS48集成塊的使用教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：1、顯示譯碼器的使用。 2、七段數碼管的使用。教學難點：顯示電路的設計。 教學過程設計 復習并導

12、入新課問題：1、用譯碼器實現邏輯函數的方法是什么？ 2.、碼器使能端的使用？ 3、.譯碼器擴展的思路？ 就新課內容提出問題1、你所了解的顯示器有哪些？2、發光二極管的特點是什么？3、顯示電路由幾部分構成？ 講授新課3.2 組合邏輯中規模集成電路二、譯碼器 （四）顯示譯碼器 顯示電路構成：譯碼器、驅動器和顯示器1、常用顯示器分類：1）按顯示方式分，有字型重疊式、點陣式、分段式等。 2）按發光物質分，有發光二極管(LED)式、熒光式、液晶顯示等。（1）七段式LED顯示器 （Light Emitting Diode LED） 連接方式有兩種： （2）液晶顯示器液晶顯示器(Liguid Crystal

13、 Display,簡稱LCD)最大的優點是功耗小，每平方厘米的功耗不到1W，它的工作電壓也很低，在1V以下也可以工作。因此，它在便攜式的儀器、儀表得到廣泛應用。液晶顯示器也使用了七段字符顯示，其公共極也叫背電極，下圖是a段的簡單驅動電路，其他段的驅動電路與a段完全一樣。ucom是加在公共極(COM)的脈沖信號，A=0時，兩個電極間電壓ua=0，a段不顯示，A=1時，兩個電極間電壓ua為交變電壓，a段顯示。2、七段顯示譯碼器74LS4874LS48是一種與共陰極數字顯示器配合使用的集成譯碼器。（1）利用74LS48和共陰七段數碼管接成一個譯碼顯示電路。電路如下：（2）在實驗箱上搭出電路（3）測試

14、74LS48的管腳功能，記錄結果 1）測LT的功能LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示0 2）測BI 的功能 LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示 0 3）測RBI 的功能LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示 0 （4）將LT，BI，RBO都接高電平，改變輸入信號的狀態，觀察記錄數碼管的顯示情況，填下表：LTBIRBIA3 A2 A1 A0 a b c d e f g顯示0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1

15、1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1討論：1、共陽顯示器應配什么結構的七段顯示器？ 2、顯示譯碼器在顯示電路的作用是什么？ 3、顯示電路中何種情況需要驅動器？授課題目：3.2組合邏輯中規模集成電路三、數據選擇器教學目標：1、掌握中規模集成電路數據選擇器的工作原理和邏輯功能。2、熟悉利用數據選擇器構成任意邏輯函數的方法。3、了解數據選擇器在數據傳輸中的應用。4、驗證數據選擇器的邏輯功能。教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：數據選擇器的原理和應用教學難點：如何用數據選擇器實現任意的邏輯函數教學過程設計 復習并導入新課問

16、題：1、譯碼器的輸入輸出的邏輯關系是什么？ 2、 如何用譯碼器實現邏輯函數？ 就新課內容提出問題數據選擇器的輸出函數與譯碼器輸出函數的區別與聯系？ 講授新課3.2 組合邏輯中規模集成電路三、數據選擇器數據選擇器又稱多路開關。它可以從多個輸入信息中選擇其中一個送至輸出。 123414131211567109874LS1511615GNDVCC1Q1QSABCD3D2D1D0D4D5D6D71、4選1數據選擇器1）真值表說明功能2）邏輯函數式2、8選1數據選擇器1）真值表說明功能2）邏輯函數式（含有輸入地址碼的所有最小項）3、集成數據選擇器（以74LS151、74LS153為例）1）驗證74LS1

17、51邏輯功能2）用數據選擇器實現邏輯函數舉例5：利用數據選擇器實現函數F=AB+CAAAYDDD1DDDDD074LS1517654321Y20BAC001 畫出電路圖 在實驗箱上搭出電路，并記錄結果。 3）數據選擇器的擴展舉例6：將四選一數據選擇器擴為八選一數據選擇器。 畫出電路圖 在實驗箱上搭出電路，并記錄結果授課題目：3.2組合邏輯中規模集成電路四、加法器教學目標：1、掌握半加器、全加器的工作原理及邏輯功能。2、掌握應用中規模集成電路設計組合電路。3、了解集成加法器的應用。教學內容（包括重點、難點）： 教學重點：中規模集成電路設計組合電路。 教學難點：集成加法器的應用。教學過程設計 復習

18、并導入新課1、若函數變量與數據選擇器地址控制端個數不同，如何實現邏輯函數？2、能否用譯碼器和與或門組成數據選擇器？ 就新課內容提出問題1、半加器與全加器的區別？2、如何實現多位加法運算？ 講授新課3.2 組合邏輯中規模集成電路四、加法器 1、半加器 練習1：設計一位二進制半加器, 輸入變量有兩個，分別為加數A和被加數B，輸出也有兩個，分別為和數S和進位C。 解：1）列真值表 2）寫表達式 3）化簡 4）畫電路圖 2、全加器練習2：設計一個一位二進制全加器。（要求：法1用中規模集成電路74LS138、74LS151實現；法2用小規模集成電路實現） 解：1）用用小規模集成電路實現 2）用74LS138實現3）用74LS153實現說明：在實驗箱上搭出三種電路，并進行記錄實驗結果。Ci-1 Ai BiSi Ci