項目四

報警顯示器的制作制作火災(zāi)報警顯示器任務(wù)四測試編碼器邏輯功能任務(wù)三制作火宅報警器任務(wù)二測試基本邏輯門電路任務(wù)一020401報警顯示器的制作03任務(wù)一

測試基本邏輯門電路任務(wù)評價任務(wù)總結(jié)虛擬仿真實踐操作任務(wù)目標原理探究12456837任務(wù)引入任務(wù)拓展了解數(shù)字電路的特點；掌握基本邏輯運算和邏輯代數(shù)的基本定律；掌握測試集成電路的方法。任務(wù)目標在2022中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會上，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)令人目不暇接。自十八大以來，黨中央就高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，并將其上升為國家戰(zhàn)略。黨的二十大報告更是明確提出“加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。”隨著新型設(shè)施建設(shè)提速，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化深入推進，關(guān)鍵技術(shù)加快攻關(guān)，中國數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，中國數(shù)字經(jīng)濟總量穩(wěn)居全球第二，為全球數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展做出中國貢獻、提供中國經(jīng)驗。任務(wù)引入原理探究4.1.1數(shù)字信號和數(shù)字電路4.1.2基本邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.4

邏輯代數(shù)的基本定律4.1.1數(shù)字信號和數(shù)字電路模擬信號：在時間上和幅值上連續(xù)的信號。對模擬信號進行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。1.數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別數(shù)字信號：在時間上和幅值上不連續(xù)的（即離散的）信號。對數(shù)字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。4.1.1數(shù)字信號和數(shù)字電路（b）數(shù)字信號（a）模擬信號2.數(shù)字電路的特點（1）數(shù)字信號簡單，只有兩個值（0或1），在電路中容易實現(xiàn)，數(shù)字電路研究的是輸入信號的狀態(tài)和輸出信號的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系；（2）數(shù)字電路易于集成化；（3）數(shù)字電路抗干擾能力強，工作可靠穩(wěn)定；（4）可對信號進行算術(shù)運算和邏輯運算；（5）數(shù)字集成電路產(chǎn)品系列多、通用性強、成本低。4.1.1數(shù)字信號和數(shù)字電路4.1.2基本邏輯運算門電路是用以實現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與基本邏輯關(guān)系相對應(yīng)。門電路主要有：與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等。1.與門（1）“與”邏輯運算狀態(tài)表000010111010ABL邏輯表達式：L=A?B“與”邏輯關(guān)系指當決定某事件的條件全部具備時，該事件才發(fā)生。4.1.2基本邏輯運算

設(shè)：開關(guān)斷開、燈不亮用邏輯“0”表示，開關(guān)閉合、燈亮用邏輯“1”表示。

(2)與門電路設(shè)：二極管的導(dǎo)通壓降為0.3V。輸入A、B不全為“1”，輸出L

為“0”。輸入A、B全為高電平“1”，輸出L為“1”。4.1.2基本邏輯運算即：有“0”出“0”，全“1”出“1”（4）與門邏輯符號（3）與門邏輯關(guān)系4.1.2基本邏輯運算（1）“或”邏輯運算“或”邏輯關(guān)系是指當決定某事件的條件之一具備時，該事件就發(fā)生。邏輯表達式：

L=A+B真值表000111110110ABL2.或門4.1.2基本邏輯運算

(2)或門電路輸入A、B全為高電平“1”，輸出L

為“1”。輸入A、B不全為“1”，輸出L

為“0”。4.1.2基本邏輯運算(3)或邏輯關(guān)系：即：有“1”出“1”，

全“0”出“0”（4）或門邏輯符號4.1.2基本邏輯運算（1）“非”邏輯運算

“非”邏輯關(guān)系表示否定或相反。邏輯表達式：L=A狀態(tài)表101AL03.

非門4.1.2基本邏輯運算（2）非邏輯門電路邏輯表達式：L=A非門的輸入、輸出電壓關(guān)系（3）非門邏輯符號4.1.2基本邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算1.

與非運算(NAND)先與后非若有

0

出

1若全

1

出

0ABY001011101110真值表4.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算2.

或非運算(NOR)先或后非若有

1出

0

若全

0

出

1ABY001010100110真值表4.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算3.

與或非運算(AND–OR–INVERT)先與后或再非各組均有0出1，某組全1出0真值表11100000ABY3CD0001001000110100111011110111010..........04.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算4.

異或邏輯(Exclusive–OR)相異出1相同出0ABY000011101110真值表

當兩個輸入變量相異時，輸出為1；相同時輸出為0。⊕是異或運算的符號。異或運算也稱模2加運算。4.1.3復(fù)合邏輯運算4.1.3復(fù)合邏輯運算5.

同或邏輯(Exclusive-NOR，即異或非)相同出1相異出0ABY001010100111真值表同或邏輯與異或邏輯相反，它表示當兩個輸入變量相同時輸出為1；相異時輸出為0。⊙是同或運算的符號。F=A⊙B邏輯符號對照4.1.3復(fù)合邏輯運算國家標準曾用標準美國標準4.1.3復(fù)合邏輯運算【例】試對應(yīng)輸入信號波形分別畫出下圖各電路的輸出波形。解：Y1有0出0

全1出10110011000110011Y2Y3

相同出

0

相異出

14.1.4邏輯代數(shù)的基本定律4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律1基本公式或：0+0=01+0=11+1=1

與：0·0=00·1=01·1=1

非：一、常量之間的關(guān)系(常量：0和1)或：A+0=AA+1=1與:A·

0=0A·

1=A

非：二、變量和常量的關(guān)系(變量：A、B、C…)或：A+A

=A與:A·A

=A三、變量和變量的關(guān)系(變量：A、B、C…)四、基本定理交換律結(jié)合律分配律如何證明？4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律還原律德摩根定理吸收律如何證明？4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律[例1]

證明公式[解]方法一：公式法4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律摩根定律(又稱反演律)證明：【例2】用真值表證明摩根定律ABAB

A+BA

BA+B0001101111101110100010001110111010001000

4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律例1化簡表達式解：例2化簡表達式解：4.1.4邏輯代數(shù)的基本定律圖為基本邏輯門電路測試仿真圖。

虛擬仿真仿真步驟：（1）仿真運行，判別電源引腳。（2）仿真運行，判別輸入引腳和輸出引腳。實踐操作測試判別引腳。①

用萬用表判別電源引腳。選擇萬用表R×1kΩ擋，黑表筆接電源引腳，紅表筆接地時，測得阻值為十幾千歐，而相反連接測得的阻值為幾千歐。②

輸入引腳判別測試。電路如圖4-13（a）所示，接好測試電路，選萬用表直流5mA擋，黑表筆接地，紅表筆逐個測試各引腳，測得的數(shù)據(jù)為1～2mA，則紅表筆所接引腳為輸入引腳，將所測數(shù)據(jù)填入表4-2中。圖4-13

74LS00輸入、輸出引腳測試判別電路實踐操作③

輸出引腳判別測試。電路如圖4-13（b）所示，接好測試電路，選萬用表直流10

V擋，黑表筆接地，紅表筆逐個測試輸入引腳以外的各引腳，測得的數(shù)據(jù)為0.2～0.4V，則紅表筆所接引腳為輸出引腳，將所測數(shù)據(jù)填入表4-2中。表4-2

74LS00引腳測量數(shù)據(jù)表引腳1234568910111213電流/mA

電壓/V

④判別同一個與非門的輸入和輸出引腳。將輸入引腳和黑表筆接地，紅表筆逐個與輸出引腳相連測試，測得結(jié)果大于2.7V時，紅表筆所接引腳與輸入引腳為同一個與非門的輸入、輸出引腳，如此反復(fù)，做好記錄。任務(wù)評價項

目內(nèi)

容分

值考

核

要

求扣

分

標

準得

分態(tài)度1．操作的積極性2．遵守安全操作規(guī)程3．紀律及衛(wèi)生情況30積極參加實訓(xùn)，遵守安全操作規(guī)程和勞動紀律，有良好的職業(yè)道德和團隊精神不遵守安全操作規(guī)程，扣30分，其余酌情扣分

集成電路的識別1．型號識讀2．引腳號辨別3．引腳功能的確定20能識別集成電路型號和引腳，明確引腳功能每處錯誤扣2～5分

電路檢測1．電源引腳判別2．輸入引腳判別3．輸出引腳判別4．邏輯功能驗證30能正確使用萬用表；能正確判斷引腳；能正確驗證邏輯功能每處錯誤扣2～5分

功能轉(zhuǎn)換1．根據(jù)原理畫接線圖2．邏輯功能驗證20能正確畫出接線圖；能正確測試功能每處錯誤扣2～5分

合計：100得分：注：每項配分扣完為止。任務(wù)總結(jié)任務(wù)拓展1.數(shù)字電路與模擬電路各有何特點？2.畫出與非門、或非門、與或非門、異或門和同或門的真值表，并說明各自的特征。3.寫出如下題圖5-1-3所示各個電路輸出信號的邏輯表達式，并對應(yīng)A、B的給定波形畫出各個輸出信號的波形。制作火災(zāi)報警顯示器任務(wù)四測試編碼器邏輯功能任務(wù)三制作火宅報警器任務(wù)二測試基本邏輯門電路任務(wù)一020401報警顯示器的制作03任務(wù)二

制作火災(zāi)報警器任務(wù)評價任務(wù)總結(jié)虛擬仿真實踐操作任務(wù)目標原理探究12456837任務(wù)引入任務(wù)拓展掌握邏輯函數(shù)常用的化簡方法；公式化簡法和卡諾圖化簡法；初步掌握組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法。任務(wù)目標火災(zāi)，幾乎是和火的利用同時出現(xiàn)的。隨著社會的發(fā)展，物質(zhì)財富的增加，火災(zāi)造成的危害越來越大。特別是大城市，具有建筑物密集、人口集中、財物集中，易燃易爆物品多、點多量大、面廣的特點，從而具有更多的火災(zāi)隱患。一旦發(fā)生火災(zāi)，人員傷亡大，經(jīng)濟損失嚴重，所以我們要有安全防護的意識。火災(zāi)報警器可以及時進行煙感、溫感和紫外線光感檢測并發(fā)出警示信息，廣泛應(yīng)用于工廠、消防等場合和領(lǐng)域。任務(wù)引入原理探究4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題4.2.2公式化簡法4.2.3卡諾圖簡法4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題邏輯代數(shù)基本公式和基本定律4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題序

號公

式序

號公

式10·A=010，21·A=A111+A=13A·A=A120+A=A4A·=013A+A=A5A·B=B·A14

6A·(B·C)=

(A·B)·C15A+B=B+A7A·(B+C)=A·B+A·C16A+(B+C)=

(A+B)+C

817A+B·C=

(A+B)·(A+C)9181.邏輯函數(shù)的表示方法（1）真值表真值表表示邏輯函數(shù)各個輸入變量取值組合和函數(shù)值對應(yīng)關(guān)系的表格。真值表最大的特點是直觀的表示輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。（2）邏輯表達式邏輯表達式是用與、或、非等運算表示邏輯函數(shù)中各變量之間邏輯關(guān)系的代數(shù)式。邏輯表達式的特點是直觀簡單，便于化簡。4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題

4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題（3）邏輯圖

用規(guī)定的邏輯符號連接表示各變量之間的邏輯關(guān)系，就可以畫出表示函數(shù)關(guān)系的邏輯圖。實現(xiàn)

的邏輯電路圖如圖所示。4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題（4）波形圖

將輸入變量所有的可能的取值與對應(yīng)的輸出按時間順序依次排列起來畫出的時間波形，稱為函數(shù)的波形圖，或時序圖。4.2.1關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的幾個問題試分析右圖所示波形圖中YA、B之間的邏輯關(guān)系？

4.2.2公式化簡法4.2.2公式化簡法

4.2.2公式化簡法

并項法：

解：

相項法：

1

解：例1：化簡（1）并項法化簡（2）配項法例2：4.2.2公式化簡法例3：化簡（3）加項法（4）吸收法化簡例4：吸收4.2.2公式化簡法說明一個問題C＋CA＋A也可以加C加A兩個不同的結(jié)果，哪一個正確？

答案都正確!最簡結(jié)果的形式是一樣的，都為三個與項，每個與項都為兩個變量。

與普通代數(shù)不同：表達式不唯一！4.2.2公式化簡法4.2.3卡諾圖化簡法4.2.3卡諾圖化簡法卡諾圖是按一定規(guī)則畫出來的方框圖，是邏輯函數(shù)的圖解化簡法，同時它也是表示邏輯函數(shù)的一種方法。卡諾圖的基本組成單元是最小項，所以我們先討論一下最小項及最小項表達式。卡諾圖法利用卡諾圖可以直觀而方便地化簡邏輯函數(shù)。它克服了公式化簡法對最終化簡結(jié)果難以確定等缺點。有n個變量，由它們組成的具有n個變量的乘積項中，每個變量以原變量或反變量的形式出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次，這個乘積項為最小項。n個變量有2n個最小項。1.最小項例如：n=3，對A、B、C，有8個最小項4.2.3卡諾圖化簡法2.最小項的編號最小項常用mi表示，下標i即為編號。在最小項中，原變量→1、反變量→0，所對應(yīng)的十進制數(shù)即為i值。二進制數(shù)十進制數(shù)編號0000m00011m1010011100101110111234567最小項或定義為：使最小項為“1”的變量取值組合所對應(yīng)的十進制數(shù)m2m3m4m5m6m7以三變量為例：4.2.3卡諾圖化簡法3.最小項的性質(zhì)A、B、C三變量的最小項(1)對于變量的任意一組取值組合，只有一個最小項的值為1(2)對于變量的任意一組取值組合，任意兩個最小項的積為0(3)對于變量的任意一組取值組合，所有最小項之和(或)為14.2.3卡諾圖化簡法4.邏輯函數(shù)最小項表達式任何一個邏輯函數(shù)都可以表示為最小項之和的形式——標準與或表達式。而且這種形式是惟一的，就是說一個邏輯函數(shù)只有一種最小項表達式。例1將Y=AB+BC展開成最小項表達式。解：或：4.2.3卡諾圖化簡法卡諾圖的構(gòu)成及特點變量取0的代以反變量取1的代以原變量AB二變量卡諾圖0101000110110001AB0101m0m1m2m30123ABAAB

BABABABAB四變量卡諾圖01

3

245

7

61213

15

14891110三變量卡諾圖ABC01000111

10

m6m7m4m2m3000m0m5001m16

7

5

4

2

310ABCD00011110000111

10

以循環(huán)碼排列以保證相鄰性4.2.3卡諾圖化簡法變量取0的代以反變量取1的代以原變量ABCD00011110000111

1001

3

245

7

61213

15

14891110ABCD相鄰項在幾何位置上也相鄰卡諾圖特點：循環(huán)相鄰性同一列最上與最下方格相鄰?fù)恍凶钭笈c最右方格相鄰利用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)化簡的依據(jù)

變量取0的代以反變量

取1的代以原變量4.2.3卡諾圖化簡法卡諾圖是把最小項按照一定規(guī)則排列而構(gòu)成的方框圖。構(gòu)成卡諾圖的原則是：①N變量的卡諾圖有2N個小方塊（最小項）；②最小項排列規(guī)則：幾何相鄰的必須邏輯相鄰。邏輯相鄰：兩個最小項,只有一個變量不同,其余的都相同。邏輯相鄰的最小項可以合并。

幾何相鄰的含義：一是相鄰——緊挨的；二是相對——任一行或一列的兩頭；

幾何相鄰包括：鄰接、行列兩端、四角相鄰。4.2.3卡諾圖化簡法例已知Y＝AB＋ACD＋ABCD，畫卡諾圖。1111AB＝11最后將剩下的填01+1ACD=101解：4.2.3卡諾圖化簡法例6已知Y的真值表，要求畫Y的卡諾圖。表1邏輯函數(shù)Y的真值表ABCY00000011010101101001101011001111解：4.2.3卡諾圖化簡法4.用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)(2).相鄰四個最小項求和時,四項并一項并消去兩個因子；(1).相鄰兩個最小項求和時,兩項并一項并消去一個因子；(3).相鄰八個最小項求和時,八項并一項并消去三個因子；0123AB0001CD01001110456711101213141589101146911008210082412146如:如:如:4.2.3卡諾圖化簡法卡諾圖上的最小項合并規(guī)律2個相鄰項的合并ABCD0001111000011110111111ABC010001111011114.2.3卡諾圖化簡法4個相鄰項的合并ABC01000111101111ABCD000111100001111011111111ABCD000111100001111011111111ABCD0001111000011110111111114.2.3卡諾圖化簡法8個相鄰項的合并ABCD000111100001111011111111ABCD000111100001111011111111★看坐標化簡，多項變一項，保留不變的，消去變化的。

★不存在包含非2n個最小項的卡諾圈。★2n個相鄰最小項組成的卡諾圈合并，可以消去n個變量。

4.2.3卡諾圖化簡法邏輯函數(shù)的卡諾圖表示1)若邏輯函數(shù)表達式是“最小項之和”的形式含有的最小項所對應(yīng)的卡諾圖小方格填入“1”，不存在的填“0”。已知標準與或式畫函數(shù)卡諾圖。

【例】試畫出函數(shù)Y=∑m(0,1,12,13,15)的卡諾圖。解：(1)畫出四變量卡諾圖(2)填圖

邏輯式中的最小項m0、m1、m12、m13、m15

對應(yīng)的方格填1，其余不填。ABCD0001111000011110

0

1324576

12

13

151489

11

10

11

111

4.2.3卡諾圖化簡法已知真值表畫函數(shù)卡諾圖【例】已知邏輯函數(shù)Y的真值表如下，試畫出Y的卡諾圖。解：(1)畫3變量卡諾圖。ABCY00010010010101101001101011011110ABC0100011110

6

7

5

4

2

31

0m0m2m4m6

1

1

1

1(2)找出真值表中Y=1

對應(yīng)的最小項，在卡諾圖相應(yīng)方格中填1，其余不填。2)如果邏輯表達式是真值表，從真值表直接填卡諾圖4.2.3卡諾圖化簡法3)如果邏輯表達式不是最小項表達式，直接填入的具體方法是：

分別找出每一個與項所包含的所有小方格，全部填入1。解：直接填入：【例】用卡諾圖表示邏輯函數(shù)：

C

D

A

B

Y1111110000000000

AB

CD00011110000111104.2.3卡諾圖化簡法已知一般表達式畫函數(shù)卡諾圖解：(1)將邏輯式轉(zhuǎn)化為與或式(2)作變量卡諾圖找出各與項所對應(yīng)的最小項方格填1，其余不填。

【例】用卡諾圖表示邏輯函數(shù)：

。AB+ABCD0001111000011110(3)根據(jù)與或式填圖

11111111

1

1AB對應(yīng)最小項為同時滿足A=1，

B=1的方格。BCD對應(yīng)最小項為同時滿足B=1，C=0，D=1的方格AD對應(yīng)最小項為同時滿足A=0，D=1的方格。4.2.3卡諾圖化簡法ABCD000111100001111011例如2個相鄰項合并消去

1個變量，化簡結(jié)果為相同變量相與。ABCD+ABCD=ABDABCD000111100001111011例如2個相鄰項合并消去

1個變量，化簡結(jié)果為相同變量相與。ABCD+ABCD=ABDABCD0001111000011110例如1111ABCD+ABCD+ABCD+ABCD=ACD+ACD=AD4個相鄰項合并消去2個變量，化簡結(jié)果為相同變量相與。8個相鄰項合并消去3個變量A11111

1114.2.3卡諾圖化簡法畫包圍圈規(guī)則

包圍圈必須包含2n個相鄰1方格，且必須成方形。先圈小再圈大，圈越大越是好；1方格可重復(fù)圈，但須每圈有新1；每個“1”格須圈到，孤立項也不能掉。同一列最上邊和最下邊循環(huán)相鄰，可畫圈；同一行最左邊和最右邊循環(huán)相鄰，可畫圈；四個角上的1方格也循環(huán)相鄰，可畫圈。注意ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

卡諾

圖化

簡法

步驟畫函數(shù)卡諾圖將各圈分別化簡

對填1的相鄰最小項方格畫包圍圈

將各圈化簡結(jié)果邏輯加

4.2.3卡諾圖化簡法m15

m9

m7

m6

m5

m4

m2

m0解：(1)畫變量卡諾圖【例】用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)Y(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,5,6,7,9,15)ABCD0001111000011110(2)填卡諾圖，畫包圍圈11111111(3)將各圖分別化簡圈2個可消去1個變量，化簡為3個相同變量相與。BCD圈4個可消去2個變量，化簡為2個相同變量相與。孤立項

ABCDAB循環(huán)相鄰AD(4)將各圖化簡結(jié)果邏輯加，得最簡與或式4.2.3卡諾圖化簡法解：(1)畫變量卡諾圖【例】用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)

Y(A,B,C,D)=∑m(0,2,5,7,8,10,12,14,15)ABCD0001111000011110(2)填卡諾圖11111111(4)求最簡與或式

Y=1消1個剩3個(3)畫圈消2個剩2個

4個角上的最小項

循環(huán)相鄰4.2.3卡諾圖化簡法找

AB

=11,C

=

1

的公共區(qū)域找

A

=

1,

CD

=

01

的公共區(qū)域找

B

=

1,

D

=

1

的公共區(qū)域解：(1)畫變量卡諾圖ABCD0001111000011110(2)填圖11(4)化簡(3)畫圈【例】用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)0011m30100m411111111要畫嗎？Y=4.2.3卡諾圖化簡法【例】已知函數(shù)真值表如下，試用卡諾圖法求其最簡與或式。ABCY00010011010001111001101011011111注意：該卡諾圖還有其他畫圈法可見，最簡結(jié)果未必唯一。解：(1)畫函數(shù)卡諾圖ABC01000111

101

1

1

111(3)化簡(2)畫圈Y=1

1

1

111ABC01000111104.2.3卡諾圖化簡法4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法1.已知邏輯圖求邏輯表達式ABF&&&11ABAABB方法：逐級寫出邏輯表達式然后化簡ABY111112.已知函數(shù)的邏輯圖如下所示，試求它的邏輯函數(shù)式。ABA+BBA+解：4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法3.已知邏輯函數(shù)畫出對應(yīng)的邏輯圖。按照邏輯運算的優(yōu)先順序逐級畫出邏輯圖解：&Y1&111ABC14.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法4.從邏輯式列出真值表例:已知邏輯函數(shù)求它對應(yīng)的真值表。解：ABCY000000110101011010011011110111114.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法5.從真值表到邏輯函數(shù)式ABCY00000010010001111000101111011110使函數(shù)為“1”的變量組合所對應(yīng)的最小項之邏輯和。4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法6.真值表到波形圖的轉(zhuǎn)換用輸入端在不同邏輯信號作用下所對應(yīng)的輸出信號的波形圖，表示電路的邏輯關(guān)系。

真值表ABL0001010111104.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法例：設(shè)計三人表決電路。每人一個按鍵（A、B、C），如果同意則按下，不同意則不按。結(jié)果用指示燈表示，多數(shù)同意時指示燈亮，否則不亮。4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法1.首先指明邏輯符號取“0”、“1”的含義。三個按鍵A、B、C按下時為“1”，不按時為“0”。輸出是F，指示燈亮為“1”，否則為“0”。2.根據(jù)題意列出真值表。真值表4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法3.寫出表達式4.畫出卡諾圖，并用卡諾圖化簡：ABC0001111001ABACBC4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法5.根據(jù)邏輯表達式畫出邏輯圖。&1&&ABBCF(1)用與門-或門實現(xiàn)4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法&&&&ABCF(2)用與非門實現(xiàn)4.2.4組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法【例】用與非門設(shè)計一個舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有3個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。杠鈴?fù)耆e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。成功主裁判副裁判副裁判失敗4.2.2組合邏輯電路的基本知識解：（1）分析命題，列真值表。設(shè)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(jù)邏輯要求列出真值表4.2.2組合邏輯電路的基本知識（2）由真值表寫出輸出表達式。找出真值表中輸出函數(shù)為1的各行，在其對應(yīng)的變量組合中，變量取值為0的用反變量，變量取值為1的用原變量，用這些變量組成與項，構(gòu)成基本的乘積項；然后將各個基本乘積項相加，就得到對應(yīng)的邏輯函數(shù)表達式。輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111

4.2.2組合邏輯電路的基本知識(3)利用公式法化簡邏輯函數(shù)，得到最簡輸出邏輯表達式為轉(zhuǎn)換為與非門表示為4.2.2組合邏輯電路的基本知識(4)畫邏輯圖。4.2.2組合邏輯電路的基本知識左圖為由74LS138D組成的火災(zāi)報警器仿真電路圖，右圖為由74153N組成的火災(zāi)報警器仿真電路圖

虛擬仿真仿真步驟：（1）規(guī)范繪制火災(zāi)報警器仿真電路圖。（2）運行仿真，實現(xiàn)當檢測到兩個或兩個以上的信號時，火災(zāi)報警器發(fā)出報警信號。實踐操作火災(zāi)報警器電路圖如圖所示1．安裝按正確方法插好IC芯片，參照圖連接線路。電路可以連接在自制的PCB（印制電路板）上，也可以焊接在萬能板上，或通過面包板插接。2．功能驗證（1）通電后，分別按下A、B、C各鍵，觀察對應(yīng)指示燈是否點亮。（2）觀察指示燈和數(shù)碼管能否正常工作。任務(wù)評價項

目內(nèi)

容配

分考

核

要

求扣

分

標

準得

分態(tài)度1．操作的積極性2．安全操作規(guī)程的遵守情況3．紀律遵守情況30積極參加實訓(xùn)，遵守安全操作規(guī)程和勞動紀律，有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神違反安全操作規(guī)程，扣30分，不遵守勞動紀律，扣10分

電路安裝1．安裝圖的繪制2．按照電路圖接好電路40電路安裝正確且符合工藝規(guī)范電路安裝不規(guī)范、接錯，每處扣2～10分

電路的功能驗證1．火災(zāi)報警器的功能驗證2．自擬表格記錄測試結(jié)果301．熟悉電路的邏輯功能2．正確記錄測試結(jié)果驗證方法不正確，扣5分；記錄測試結(jié)果錯誤，每處扣2～5分

合計：100得分：注：每項配分扣完為止。任務(wù)總結(jié)任務(wù)拓展1.用邏輯代數(shù)的基本公式和常用的公式化簡下列邏輯函數(shù)。2.試用列真值表的方法證明下列異或運算公式。制作火災(zāi)報警顯示器任務(wù)四測試編碼器邏輯功能任務(wù)三制作火宅報警器任務(wù)二測試基本邏輯門電路任務(wù)一020401報警顯示器的制作03任務(wù)三

測試編碼器邏輯功能任務(wù)評價任務(wù)總結(jié)虛擬仿真實踐操作任務(wù)目標原理探究12456837任務(wù)引入任務(wù)拓展了解數(shù)制與編碼的基礎(chǔ)知識；掌握常見編碼器的工作原理、邏輯功能和使用方法；通過編碼器邏輯功能測試，加深對組合邏輯電路的認識；掌握測試組合邏輯電路的方法。任務(wù)目標火災(zāi)，甲骨文數(shù)碼是中國古代的一種數(shù)碼，指刻于獸骨與龜甲上的數(shù)碼。在中國，文字出現(xiàn)很早，而數(shù)字出現(xiàn)得更早，在西安半坡新石器時代文化遺址中發(fā)現(xiàn)的陶器刻符中就有數(shù)字，經(jīng)考證這些陶器距今已有六七千年。在河南省安陽出土的商代殷墟甲骨上也有許多數(shù)字，就是中國古代甲骨文數(shù)碼。任務(wù)引入原理探究4.3.1數(shù)制與碼制4.3.2編碼器十進制 數(shù)碼：0-9； 基數(shù)：10； 運算規(guī)律：逢十進一，即：9＋1＝10；

表示方法：(255)10

、255D（D可省） 通用形式：

1.數(shù)制

4.3.1數(shù)制與碼制4.3.1數(shù)制與碼制二進制

數(shù)碼：0、1；

基數(shù)：2；

運算規(guī)律：逢二進一，即：1＋1＝10；

表示方法：(101)2、101B

權(quán)展開式：

4.3.1數(shù)制與碼制八進制 數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7； 基數(shù)：8； 運算規(guī)律：逢八進一，即：7＋1＝10； 表示方法：(71)8、71O 權(quán)展開式：

4.3.1數(shù)制與碼制十六進制 數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F； 基數(shù)：16； 運算規(guī)律：逢十六進一，即：F＋1＝10； 表示方法：(E1)8、E1H 權(quán)展開式：

4.3.1數(shù)制與碼制4.3.1數(shù)制與碼制其它進制如六進制十二進制二十四進制六十進制等。R＝10二進制八進制十六進制000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010（1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：將非十進制數(shù)按權(quán)展開后相加，即得到等值的十進制數(shù)。例：簡便算法：將為1的那些位的位權(quán)直接相加即可。4.數(shù)制的轉(zhuǎn)換4.3.1數(shù)制與碼制（1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：將非十進制數(shù)按權(quán)展開后相加，即得到等值的十進制數(shù)。練習(xí)：簡便算法：將為1的那些位的位權(quán)直接相加即可。2.數(shù)制的轉(zhuǎn)換4.3.1數(shù)制與碼制方法：整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，先得到的整數(shù)為高位，后得到的整數(shù)為低位。（2）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)【例】將十進制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。25D=11001B解：225余1K0122余0K162余0K232余1K312余1K404.3.1數(shù)制與碼制4.3.1數(shù)制與碼制

二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)的方法是從小數(shù)點開始，分別向左、向右，將二進制數(shù)按每三位一組分組(不足三位的補0)，然后寫出每一組等值的八進制數(shù)。八進制1572.54二進制001101111010

.101100所以(1101111010.1011)2=(1572.54)8

例如，求(1101111010.1011)2的等值八進制數(shù)：二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)(按權(quán)展開法)4.3.1數(shù)制與碼制二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)(按權(quán)展開)例如，將(1101101011.101)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)：001101101011.101036B.A所以(1101101011.101)2=(36B.A)16

二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)的方法和二進制數(shù)與八進制數(shù)的轉(zhuǎn)換相似，從小數(shù)點開始分別向左、向右將二進制數(shù)按每四位一組分組(不足四位補0)，然后寫出每一組等值的十六進制數(shù)。4.3.1數(shù)制與碼制八進制數(shù)、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)

八進制數(shù)、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的方法可以采用與前面相反的步驟，即只要按原來順序?qū)⒚恳晃话诉M制數(shù)(或十六進制數(shù))用相應(yīng)的三位(或四位)二進制數(shù)代替即可。八進制375.46

十六進制678.A5二進制011111101.100110

二進制011001111000.10100101所以(375.46)8=(11111101.10011)2(678.A5)16=(11001111000.10100101)2例如，分別求出(375.46)8、(678.A5)16的等值二進制數(shù)：編碼：按一定的規(guī)律用數(shù)碼來表示信息。二值編碼：根據(jù)某種約定，用二進制代碼0和1來表示其它特定的數(shù)或文字。如：8421碼、余三碼、格雷碼、ASCII碼……碼制：編碼時遵循的規(guī)則。3.碼制4.3.1數(shù)制與碼制

常見的BCD碼有8421碼、5421碼、2421碼、余3碼等。4.3.1數(shù)制與碼制8421BCD碼：用4個二進制位表示一個十進制位。從高位到低位的位權(quán)分別為：8、4、2、1比如：1001的BCD碼就是8+0+0+1=9，也就是94.3.1數(shù)制與碼制練習(xí)：將十進制數(shù)473轉(zhuǎn)換為8421BCD碼401007011130011（473）10=（010001110011）8421BCD解：4.3.1數(shù)制與碼制在使用8421BCD碼時一定要注意：①BCD碼中的每個碼字和十進制數(shù)中的每個字符是一一對應(yīng)的，一個BCD碼整數(shù)部分高位的0和小數(shù)部分低位的0都不能省略；②有效的編碼僅有10個，即0000～1001。四位二進制數(shù)的其余6個編碼1010、1011、1100、1101、1110、1111不是有效編碼。4.3.1數(shù)制與碼制4.3.2編碼器1.二進制編碼器用n位二進制代碼對N=2n個信號進行編碼的電路叫二進制編碼器。用二進制代碼表示文字、符號或者數(shù)碼等特定對象的過程，稱為編碼。實現(xiàn)編碼功能的邏輯電路，稱為編碼器。4.3.2編碼器【例】用非門和與非門，設(shè)計一個編碼器，將0～7這八個十進制數(shù)編成二進制代碼。

解：（1）確定輸入、輸出變量。根據(jù)8=23，編碼器有8個輸入端，分別用I0～I7表示，3個輸出端，用Y0、Y1、Y2表示。假設(shè)輸入端有編碼請求時信號為1，無編碼請求時信號為0，列出真值表。4.3.2編碼器三位二進制編碼器的真值表4.3.2編碼器

4.3.2編碼器（4）根據(jù)邏輯表達式是畫出邏輯圖4.3.2編碼器2.二-十進制編碼器二-十進制編碼器是指用四位二進制代碼表示一位十進制數(shù)（0～9）的編碼電路，也稱10線-４線編碼器，它有10個信號輸入端和4個輸出端。二-十進制編碼方案很多，最常用的8421BCD碼。4.3.2編碼器【例】用非門和與非門，設(shè)計一個二-十進制編碼器，將0～9十進制數(shù)編成8421BCD碼輸出。解：（1）確定輸入、輸出變量。編碼器有10個輸入端，分別用I0～I9表示，4個輸出端，用Y0、Y1、Y2、Y3表示。假設(shè)輸入端有編碼請求時信號為1，無編碼請求時信號為0，列出真值表4.3.2編碼器二-十進制編碼器真值表4.3.2編碼器

4.3.2編碼器3.優(yōu)先編碼器

優(yōu)先編碼器事先對所有輸入信號進行優(yōu)先級別排序，允許兩位以上的輸入信號同時有效；但任何時刻只對優(yōu)先級最高的輸入信號編碼，對優(yōu)先級別低的輸入信號則不響應(yīng)，從而保證編碼器可靠工作。

廣泛應(yīng)用于計算機的優(yōu)先中斷系統(tǒng)、鍵盤編碼系統(tǒng)中。

常用的集成優(yōu)先編碼器芯片有10線-4線、8線-3線兩種。8線-3線優(yōu)先編碼器有74LS148，10線-4線優(yōu)先編碼器有74LS147、CC40147等。4.3.2編碼器74LS148是8線－3線優(yōu)先編碼器，將8條數(shù)據(jù)線（0～7）進行3線（4-2-1）二進制（八進制）優(yōu)先編碼，即對最高位數(shù)據(jù)線進行譯碼。利用選通端

（EI

）和輸出選通

端（EO）可進行八進制擴展。4.3.2編碼器74LS148功能真值表

4.3.2編碼器左圖是優(yōu)先編碼器仿真測試電路圖，右圖是用兩片74LS148擴展實現(xiàn)的16線-4線優(yōu)先編碼器仿真測試電路圖

虛擬仿真仿真步驟：（1）測試編碼器74LS148的邏輯功能。通過改變輸入狀態(tài)（～），觀察輸出端的狀態(tài)。（2）測試16線-4線優(yōu)先編碼器的邏輯功能。通過改變輸入狀態(tài)（～），觀察輸出端的狀態(tài)。測試編碼器74LS148的邏輯功能（1）按照圖連接測試電路。（2）仔細檢查連接電路，確認無誤后接通電源。（3）通過邏輯開關(guān)改變輸入狀態(tài)（～），觀察輸出端的狀態(tài)。（4）根據(jù)測試結(jié)果填寫優(yōu)先編碼器的功能表，如表所示。（5）將測試結(jié)果與74LS148的邏輯功能進行比較。實踐操作74LS148的邏輯功能測試輸

入輸

出I0I1I2I3I4I5I6I7

任務(wù)評價項

目內(nèi)

容配

分考

核

要

求扣

分

標

準得

分態(tài)度1．操作的積極性2．安全操作規(guī)程的遵守情況3．紀律遵守情況30積極參加實訓(xùn)，遵守安全操作規(guī)程和勞動紀律，有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神違反安全操作規(guī)程，扣30分，不遵守勞動紀律，扣10分

電路安裝1．安裝圖的繪制2．按照電路圖接好電路40電路安裝正確且符合工藝規(guī)范電路安裝不規(guī)范，每處扣2分，電路接錯，每處扣5分

電路的功能驗證1．編碼器的功能驗證2．自擬表格記錄測試結(jié)果301．熟悉電路的原理和邏輯功能2．正確記錄測試結(jié)果驗證方法不正確，扣5分，記錄測試結(jié)果不正確，每處扣5分

合計：100得分：注：每項配分扣完為止。任務(wù)總結(jié)任務(wù)拓展1.將下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的十六進制數(shù)和等值的十進制數(shù)。（1）（10010111）2 （2）（1101101）2 （3）（0.01011111）2 （4）（11.001）22.將下列十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的二進制數(shù)和等值的十進制數(shù)。（1）（8C）16 （2）（3D.BE）16 （3）（8F.FF）16 （4）（10.00）163.將下列十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的二進制數(shù)和等值的十六進制數(shù)。要求二進制數(shù)保留小數(shù)點以后4位有效數(shù)字。（1）（17）10 （2）（127）10 （3）（0.39）10 （4）（25.7）10 制作火災(zāi)報警顯示器任務(wù)四測試編碼器邏輯功能任務(wù)三制作火宅報警器任務(wù)二測試基本邏輯門電路任務(wù)一020401報警顯示器的制作03任務(wù)四

制作火宅報警顯示器任務(wù)評價任務(wù)總結(jié)虛擬仿真實踐操作任務(wù)目標原理探究12456837任務(wù)引入任務(wù)拓展掌握測試組合邏輯電路的方法；掌握譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器等常見組合邏輯電路的工作原理、邏輯功能和使用方法；通過制作編碼、譯碼、顯示電路，加深對編碼、譯碼、顯示電路的認識；具備小型數(shù)字電路的開發(fā)、制作能力。任務(wù)目標火災(zāi)，甲骨文數(shù)碼是中國古代的一種數(shù)碼，指刻于獸骨與龜甲上的數(shù)碼。在中國，文字出現(xiàn)很早，而數(shù)字出現(xiàn)得更早，在西安半坡新石器時代文化遺址中發(fā)現(xiàn)的陶器刻符中就有數(shù)字，經(jīng)考證這些陶器距今已有六七千年。在河南省安陽出土的商代殷墟甲骨上也有許多數(shù)字，就是中國古代甲骨文數(shù)碼。任務(wù)引入原理探究4.4.1譯碼器4.4.2數(shù)據(jù)選擇器4.4.3加法器4.4.1譯碼器譯碼是編碼的逆操作，就是把二進制代碼轉(zhuǎn)換成高低電平信號輸出，實現(xiàn)譯碼的電路稱為譯碼器。譯碼器同時也是數(shù)據(jù)分配器，即將單個數(shù)據(jù)由多路端口輸出。常用的譯碼器有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和顯示譯碼器。4.4.1譯碼器1.二進制譯碼器

如果譯碼器的輸入的二進制代碼為N位，輸出的信號個數(shù)為2N，這樣的譯碼器被稱為二進制譯碼器，也稱為N線-2N線譯碼器。2-4線譯碼器邏輯圖2-4線譯碼器功能真值表4.4.1譯碼器

4.4.1譯碼器（3）列出邏輯表達式（4）畫出邏輯電路圖4.4.1