項目8組合邏輯電路

組合邏輯電路 由若干個邏輯門組成的具有一組輸入和一組輸出的非記憶性邏輯電路，輸出僅由輸入決定，與電路當前狀態無關；電路結構中無反饋環路（無記憶）。10.1組合邏輯電路的分析特點 輸入輸出間沒有反饋回路 電路中不含記憶原件 電路任何時刻的輸出僅取決與該時刻10.1組合邏輯電路的分析步驟邏輯圖邏輯表達式

1

1最簡與或表達式化簡

2

2從輸入到輸出逐級寫出最簡與或表達式

3真值表

3

4電路的邏輯功能當輸入A、B、C中有2個或3個為1時，輸出Y為1，否則輸出Y為0。所以這個電路實際上是一種3人表決用的組合電路：只要有2票或3票同意，表決就通過。

4真值表電路功能描述例：用與非門設計一個舉重裁判表決電路。設舉重比賽有3個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決由每一個裁判按一下自己面前的按鈕來確定。只有當兩個或兩個以上裁判判明成功，并且其中有一個為主裁判時，表明成功的燈才亮。設主裁判為變量A，副裁判分別為B和C；表示成功與否的燈為Y，根據邏輯要求列出真值表。

1窮舉法

1

2

2邏輯表達式

3最簡與或表達式化簡

4

5邏輯變換（如與非門設計）邏輯電路圖

3化簡

4

510.2組合邏輯電路部件組合邏輯部件是指具有某種邏輯功能的中規模集成組合邏輯電路芯片。常用的組合邏輯部件有加法器、數值比較器、編碼器、譯碼器、數據選擇器和數據分配器等。10.2.1編碼器實現編碼操作的電路稱為編碼器。3位二進制編碼器輸入8個互斥的信號輸出3位二進制代碼真值表邏輯表達式邏輯圖8421碼編碼器輸入10個互斥的數碼輸出4位二進制代碼真值表邏輯表達式邏輯圖3位二進制優先編碼器

在優先編碼器中優先級別高的信號排斥級別低的，即具有單方面排斥的特性。設I7的優先級別最高，I6次之，依此類推，I0最低。真值表邏輯表達式邏輯圖8線-3線優先編碼器10.2.2譯碼器

把代碼狀態的特定含義翻譯出來的過程稱為譯碼，實現譯碼操作的電路稱為譯碼器。二進制譯碼器是把二進制代碼的所有組合狀態都翻譯出來，設二進制譯碼器的輸入端為n個，則輸出端為2n個，且對應于輸入代碼的每一種狀態，每個輸出中只有一個為1（或為0），其余全為0（或為1）。

二進制譯碼器可以譯出輸入變量的全部狀態，故又稱為變量譯碼器。二進制譯碼器3位二進制譯碼器真值表輸入：3位二進制代碼輸出：8個互斥的信號邏輯表達式邏輯圖電路特點：與門組成的陣列二-十進制譯碼器的輸入是十進制數的4位二進制編碼（BCD碼），分別用A3、A2、A1、A0表示；輸出的是與10個十進制數字相對應的10個信號，用Y9～Y0表示。由于二-十進制譯碼器有4根輸入線，10根輸出線，所以又稱為4線-10線譯碼器。8421碼譯碼器

把二-十進制代碼翻譯成10個十進制數字信號的電路，稱為二-十進制譯碼器。真值表邏輯表達式邏輯圖顯示譯碼器數碼顯示器用來驅動各種顯示器件，從而將用二進制代碼表示的數字、文字、符號翻譯成人們習慣的形式直觀地顯示出來的電路，稱為顯示譯碼器，由譯碼器和驅動器集中在一塊芯片上。b=c=f=g=1，a=d=e=0時c=d=e=f=g=1，a=b=0時共陰極顯示譯碼器真值表真值表僅適用于共陰極LED10.2.44選1數據選擇器真值表邏輯表達式地址變量輸入數據由地址碼決定從４路輸入中選擇哪一路輸出。邏輯圖加法器半加器和全加器的運算邏輯

半加器全加器集成多位加法器芯片

串行進位加法運算超前進位集成4位加法器74LS283

全加器的應用分為不考慮低位來的進位和考慮低位進位兩種情況半加器全加器兩個1位二進制數相加的過程不考慮低位進位，將兩個1位二進制數A、B相加的邏輯運算

半加器的真值表邏輯表達式邏輯圖1000C011110101000SBA半加器的真值表C=AB

1.半加器（HalfAdder）半加器和全加器1110111010011100101001110100110010100000CiSiCi-1BiAi全加器真值表

全加器進行加數、被加數和低位來的進位信號的相加2.全加器（FullAdder）邏輯圖全加器邏輯圖與實現電路實現電路兩個半加器構成一個全加器11011001+011010011兩個二進制數相加時，也分為不考慮低位來的進位和考慮低位進位兩種情況。同時必須考慮各個位的進位兩個4位二進制數相加的過程集成多位加法器芯片

1.串行進位加法器----采用四個1位全加器組成在電路上如何實現兩個四位二進制數相加？

A3A2A1A0+B3B2B1B0低位的進位信號送給鄰近高位作為輸入信號任一位的加法運算必須在低一位的運算完成之后才能進行

串行進位加法器運算速度不高。

進位輸入是由專門的“進位邏輯門”來提供超前進位加法器使每位的進位直接由加數和被加數產生，而無需等待低位的進位信號2.超前進位加法原理該門綜合所有低位的加數、被加數及最低位進位輸入定義兩個中間變量Gi和Pi：

Si=

Ki

⊕

Ci-1

Ci=

Gi＋PiCi-1

Gi=

AiBiPi=Ai＋Bi

……產生變量

……傳輸變量

注意進位信號的產生……中間變量

Ki=

GiPi=Ai⊕Bi

Si=

Ki

⊕Ci-1

Ci=

Gi＋PiCi-1

S0=K0⊕C-1

=A0⊕B0⊕

C-1

本位和信號的產生S1=K1⊕C0

=A1⊕B1⊕

C0

S2=K2⊕C1

=A2⊕B2⊕

C1

S3=K3⊕C2

=A3⊕B3⊕

C2

Si=

Ki

⊕Ci-1

Ci=

Gi＋PiCi-1

C0=G0+P0C-1

C1=G1+P1C0=G1+P1G0+P1P0C-1

C2=G2+P2C1=G2+P2G1+P2

P1G0+P2

P1P0C-1

C3=G3+P3C2=G3+P3G2+P3

P2G1+P3P2P1G0

+P3P2