清华模电数电课件第28讲组合逻辑电路设计方法、编码器.ppt

第二十八讲 组合逻辑电路设计方法、编码器,一、概述1、组合逻辑电路的特点1）从功能上 2）从电路结构上,任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入,不含记忆（存储）元件,2、逻辑功能的描述,二、组合逻辑电路的分析和设计,1、组合逻辑电路的分析,已知组合逻辑电路,写输出逻辑表达式,化简,分析其功能,填真值表,分析其功能,1）分析方法：,2）、举例：试分析如下电路图的逻辑功能。,逻辑函数表达式：,解：,逻辑真值表：,结论：当DCBA表示的二进制数小于或等于5时Yo为1，这个二进制数大于5且小于11时Y1为1，当这个二进制数大于或等于11时Y2为1。因此，这个逻辑电路可以用来判别输入的4位二进制数数值的范围。,工程上的最佳设计，通常需要用多个指标去衡量，主要考 虑的问题有以下几个方面：所用的逻辑器件数目最少，器件的种类最少，且器件之间 的连线最少。这样的电路称“最小化”电路。满足速度要求，应使级数最少，以减少门电路的延迟。功耗小，工作稳定可靠。,所谓组合逻辑电路设计，就是根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最佳逻辑电路。,2、组合逻辑电路的设计,1、逻辑抽象分析因果关系，确定输入/输出变量定义逻辑状态的含意（赋值）列出真值表2、写出函数式3、选定器件类型4、根据所选器件：对逻辑式化简（用门）变换（用MSI）或进行相应的描述（PLD）5、画出逻辑电路图，或下载到PLD6、工艺设计,组合逻辑电路的设计步骤：,组合逻辑电路的设计过程,返回,返回,设计举例：,设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路,设计举例：,1.抽象输入变量:红（R）、黄（A）、绿（G）输出变量：故障信号（Z）2.写出逻辑表达式,设计举例：,3.选用小规模SSI器件4.化简5.画出逻辑图,用与或非门表示,三、若干常用组合逻辑电路,1、编码器编码：将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码普通编码器优先编码器,1）、普通编码器,特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。例：3位二进制普通编码器,利用无关项化简，得：,2）、优先编码器,特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。例：8线-3线优先编码器（设I7优先权最高I0优先权最低）,低电平,实例：74HC148,选通信号,选通信号,附加输出信号,为0时，电路工作无编码输入,为0时，电路工作有编码输入,附加输出信号的状态及含意,控制端扩展功能举例：,例：用两片8线-3线优先编码器16线-4线优先编码器其中，的优先权最高,第一片为高优先权只有(1)无编码输入时，(2)才允许工作第(1)片 时表示对 的编码低3位输出应是两片的输出的“或”,3）、二-十进制优先编码器,将 编成0110 1110 的优先权最高，最低输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码,74LS147的功能表,