2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路中常用MSI组合逻辑器件及应用

电路中常用MSI组合逻辑器件及应用 电路中常用MSI组合逻辑器件及应用 编码器 用文字、符号或数码表示特定对象的过程称为编码。在数字电路中用二进制代码表示有关的信号称为二进制编码。 实现编码操作的电路就是编码器。按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制编码器、二—十进制编码器、优先编码器之分。 第4章 组合逻辑电路 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行：  ① 逻辑抽象。将文字描述的逻辑命题转换成真值表叫逻辑抽象，首先要分析逻辑命题，确定输入、 输出变量；然后用二值逻辑的0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即确定0、1 的具体含义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。  ② 选择器件类型。根据命题的要求和器件的功能及其资源情况决定采用哪种器件。例如，当选用MSI组合逻辑器件设计电路时，对于多输出函数来说，通常选用译码器实现电路较方便，而对单输出函数来说，则选用数据选择器实现电路较方便。  ③ 根据真值表和选用逻辑器件的类型，写出相应的逻辑函数表达式。当采用SSI集成门设计时，为了获得最简单的设计结果，应将逻辑函数表达式化简，并变换为与门电路相对应的最简式。 ④ 根据逻辑函数表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 第4章 组合逻辑电路 【例】设计一个一位全减器。 ① 列真值表。  全减器有三个输入变量：被减数An、减数Bn、低位向本位的借位Cn；有两个输出变量：本位差Dn、本位向高位的借位C n+1， 其框图如图4 - 5(a)所示。 表 4-4 全减器真值表 An Bn Cn Cn+1 Dn 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 第4章 组合逻辑电路 图 4-5 全减器框图及K图 (a) 框图; (b) Cn+1； (c) Dn 第4章 组合逻辑电路 ② 选器件。  选用非门、异或门、与或非门三种器件。  ③ 写逻辑函数式。  首先画出Cn+1和Dn的K图如图4-5(b)、(c)所示，然后根据选用的三种器件将Cn+1、Dn分别化简为相应的函数式。由于该电路有两个输出函数，因此化简时应从整体出发，尽量利用公共项使整个电路门数最少，而不是将每个输出函数化为最简当用与或非门实现电路时，利用圈0方法求出相应的与或非式为 第4章 组合逻辑电路 当用异或门实现电路时，写出相应的函数式为 其中 为Dn和Cn+1的公共项。 第4章 组合逻辑电路 ④ 画出逻辑电路。  图 4 – 6 全减器逻辑图 第4章 组合逻辑电路 【例4-4】用门电路设计一个将8421 BCD码转换为余3码的变换电路。  解：  ① 分析题意， 列真值表。  该电路输入为8421 BCD码，输出为余3码，因此它是一个四输入、四输出的码制变换电路，其框图如图4-7(a)所示。根据两种BCD码的编码关系，列出真值表，如表4-5所示。由于8421 BCD码不会出现1010~1111这六种状态， 因此把它视为无关项。 第4章 组合逻辑电路 ② 选择器件，写出输出函数表达式。  题目没有具体指定用哪一种门电路，因此可以从门电路的数量、种类、速度等方面综合折衷考虑，选择最佳方案。该电路的化简过程如图4-7(b)所示，首先得出最简与或式，然后进行函数式变换。变换时一方面应尽量利用公共项以减少门的数量，另一方面减少门的级数，以减少传输延迟时间，因而得到输出函数式为 第4章 组合逻辑电路 图 4 – 7 例4 - 4框图及K图 第4章 组合逻辑电路 ③ 画逻辑电路。  该电路采用了三种门电路，速度较快，逻辑图如图4-8所示。 表 4 – 5 例4-4