,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,（第五版） 教学课件清华大学阎石 王红联系地址：清华大学 自动化系邮政编码,100084
电子信箱,wang_hong@tsinghua.edu.cn
联系电话,(010)62792973
,数字电子技术基础,第五版第四章 组合逻辑电路
,数字电子技术基础,第五版
4.1概述一、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
,数字电子技术基础,第五版二、逻辑功能的描述组合逻辑电路
1a
2a
na
1y
2y
my
组合逻辑电路的框图
)( AFY?
）aa(afy
)aa(afy
)aa(afy
nmm
n
n
21
2122
2111
,数字电子技术基础,第五版一、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）
列出真值表二、写出函数式三、选定器件类型四、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）
五、画出逻辑电路图，或下载到 PLD
六、工艺设计
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路如果信号灯出现故障，
Z为 1
R
A
G
Z
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
1,抽象
输入变量,
红（ R）,黄（ A）,绿（ G）
输出变量：
故障信号（ Z）
2,写出逻辑表达式输入变量 输出
R A G Z
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
RAGRAGGRAAGRGARZ ''''''
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
3,选用小规模 SSI器件
4,化简
5,画出逻辑图
AGRGRAGARZ '''
,数字电子技术基础,第五版
4.3 若干常用组合逻辑电路
4.3.1 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
,数字电子技术基础,第五版一、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 二进制普通编码器输 入 输 出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
''''''''''''''
''''''''''''''
0123456701234567
01234567012345672
IIIIIIIIIIIIIIII
IIIIIIIIIIIIIIIIY
,数字电子技术基础,第五版利用无关项化简，得：
75310
76321
76542
IIIIY
IIIIY
IIIIY
,数字电子技术基础,第五版二、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）
输 入 输 出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
X X X X X X X 1 1 1 1
X X X X X X 1 0 1 1 0
X X X X X 1 0 0 1 0 1
X X X X 1 0 0 0 1 0 0
X X X 1 0 0 0 0 0 1 1
X X 1 0 0 0 0 0 0 1 0
X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
45675676772 IIIIIIIIIIY ''''''
45672 IIIIY
BABAA '
,数字电子技术基础,第五版低电平实例：
74HC148
,数字电子技术基础,第五版选通信号
'''''''
''''''
''
])[(
])[(
])[(
SIIIIIIIIIIY
SIIIIIIIIY
SIIIIY
64216435670
542345671
45672
'' )( 45672 IIIIY
选通信号
'' ])[( SIIIIY 45672
,数字电子技术基础,第五版 附加输出信号
'
'''''''''''
''''''''''
])[(
])[(
)(
SIIIIIIII
SSIIIIIIIIY
SIIIIIIIIY
EX
S
01234567
01234567
01234567
为 0时，电路工作无 编码输入为 0时，电路工作有 编码输入
,数字电子技术基础,第五版输 入 输 出
1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 0
0 X X X X X X 0 1 0 0 1 1 0
0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 1 0
0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 1 0
0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0
0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0
0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
'''''''' 76543210 IIIIIIIIS '' 012 YYY '' EXS YY
,数字电子技术基础,第五版状态
1 1 不工作
0 1 工作，但无输入
1 0 工作，且有输入
0 0 不可能出现附加输出信号的状态及含意
'' EXS YY
,数字电子技术基础,第五版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 · · ·'
15A
,数字电子技术基础,第五版状态
1 1 不工作
0 1 工作，但无输入
1 0 工作，且有输入
0 0 不可能出现
,数字电子技术基础,第五版
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,
0?'EXY '' ~ 815 AA
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版三、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
'' ~ 19 II
'9I '0I
,数字电子技术基础,第五版
'EXY
,数字电子技术基础,第五版
4.3.2 译码器
译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。
常用的有：二进制译码器，二 -十进制译码器，显示译码器等一、二进制译码器例,3线 —8线译码器输 入 输 出
A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
,数字电子技术基础,第五版真值表 逻辑表达式：
70127
20122
10121
00120
mAAAY
mAAAY
mAAAY
mAAAY
...
''
''
'''
用电路进行实现用二极管与门阵列组成的 3线－ 8
线译码器
,数字电子技术基础,第五版集成译码器实例,74HC138
低电平输出附加控制端
123 SSSS?
'' )( ii mSY?
,数字电子技术基础,第五版
74HC138的功能表：
输 入 输 出
S1 A2 A1 A0
0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1
X 1 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
'' 32 SS? '''''''' 01234567 YYYYYYYY
,数字电子技术基础,第五版
利用附加控制端进行扩展例,用 74HC138（ 3线 —8线译码器）
4线 —16线译码器
,数字电子技术基础,第五版
'' ii mZ?
D3=1D
3=0
,数字电子技术基础,第五版二、二 —十进制译码器
将输入 BCD码的 10个代码译成 10个高、低电平的输出信号
BCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生
例,74HC42
)~('' 90 imY ii
,数字电子技术基础,第五版三、用译码器设计组合逻辑电路
1,基本原理
3位二进制译码器给出 3变量的全部最小项 ;
。。。
n位二进制译码器给出 n变量的全部最小项 ;
任意函数将 n位二进制译码输出的最小项组合起来，可获得任何形式的输入变量不大于 n的组合函数
imY ∑?
,数字电子技术基础,第五版
2,举例例：利用 74HC138设计一个多输出的组合逻辑电路，输出逻辑函数式为：
ABCCBBCAZ
CABBAZ
CBABCZ
CABBCAACZ
''''
''
''
'''
4
3
2
1
),,,(
),,(
),,(
),,,(
''''
''
''
'''
7420
532
731
6543
4
3
2
1
mABCCBBCAZ
mCABBAZ
mCBABCZ
mCABBCAACZ
'''''
''''
''''
'''''
)(),,,(
)(),,(
)(),,(
)(),,,(
7424
5323
7312
65431
7420
532
731
6543
mmmmmZ
mmmmZ
mmmmZ
mmmmmZ
,数字电子技术基础,第五版四、显示译码器
1,七段字符显示器如：
,数字电子技术基础,第五版
2,BCD七段字符显示译码器 （代码转换器） 7448
输 入 输 出数字 A3 A2 A1 A0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 字形
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1
10 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1
11 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
12 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1
13 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1
14 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
15 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
,数字电子技术基础,第五版真值表 卡诺图
,数字电子技术基础,第五版
BCD－ 七段 显示译码器 7448的逻辑图
''''
''''
''
'''''
'''
'''
'''''
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
012123
0112023
012
012012012
01223
01201213
02130123
AAAAAAY
AAAAAAAY
AAAY
AAAAAAAAAY
AAAAAY
AAAAAAAAY
AAAAAAAAY
g
f
e
d
c
b
a
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 1）
灯测试输入
'LT
当 时,Ya
~ Yg全部置为 1
0?'LT
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 2）
灭零输入
'RBI
当 时，
时，则灭灯0?'RBI
0 0 0 00123?AAAA
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 3）
灭灯 输入 /灭零 输出输入 信号，称灭灯输入控制端：
无论输入状态是什么，数码管熄灭输出 信号，称灭零输出端：
只有当输入,且灭零输入信号 时，
才给出低电平因此 表示译码器 将本来应该显示的零熄灭了
'' RBOBI
0?'BI
00123?AAAA 0?'RBI
'RBO
0?'RBO
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版例：利用 和 的配合，实现多位显示系统的灭零控制
整数部分：最高位是 0，而且灭掉以后，输出 作为次高位的输入信号
小数部分：最低位是 0，而且灭掉以后，输出 作为次低位的输入信号
'RBI 'RBO
'RBO
'RBI
'RBO
'RBI
,数字电子技术基础,第五版
4.3.3 数据选择器一、工作原理
,数字电子技术基础,第五版
)]()(
)()([
'
'''
013012
01101011
AADAAD
AADAADSY
A1 A0 Y1
1 X X 0
0 0 0 D10
0 0 1 D11
0 1 0 D12
0 1 1 D13
例：“双四选一”,74HC153
分析其中的一个“四选一”
'1S
,数字电子技术基础,第五版例：用两个“四选一”接成“八选一”
,四选一”只有 2位地址输入，从四个输入中选中一个
,八选一”的八个数据需要 3位地址代码指定其中任何一个
7012601250124012
3012201210120012
DAAADAAADAAADAAA
DAAADAAADAAADAAAY
)()()()(
)()()()(
''''
''''''''
位地址输入端作为第利用 3'S
,数字电子技术基础,第五版二、用数据选择器设计组合电路
1,基本原理具有 n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入变量不大于 n+1的组合函数
)()()()( '''' 0130120110101 AADAADAADAADY
,数字电子技术基础,第五版例如：
)()()()( '''''
''''''
AGAGRGARGAR
RAGRAGGRAAGRGARZ
1
)]()()()([ '''' 01301201101011 AADAADAADAADSY
,数字电子技术基础,第五版
4.3.4 加法器一,1位加法器
1,半加器，不考虑来自低位的进位，将两个 1位的二进制数相加输 入 输 出
A B S CO
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
ABCO
BAS
,数字电子技术基础,第五版
2,全加器：将两个 1位二进制数及来自低位的进位相加输 入 输 出
A B CI S CO
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
'''''''
'''''''
)(
)(
CIACIBBACO
A B C ICIABCIBACIBAS
74LS183
74HC183
,数字电子技术基础,第五版二、多位加法器
1,串行进位加法器优点：简单缺点：慢
iiiiii
iiii
ii
CIBABACO
CIBAS
COCI
))(()(
)(
)()(
1
,数字电子技术基础,第五版
2,超前进位加法器基本原理：加到第 i位的进位输入信号是两个加数第 i位以前各位
（ 0 ~ j-1）的函数，
可在相加前由 A,B两数确定。
优点：快，每 1位的 和及最后的 进位 基本同时产生。
缺点：电路复杂。
74LS283
,数字电子技术基础,第五版
))))(()(((
)(
))))(()(()((
))(()(
)))(()((
)()(:
)))(()((
))(()(
)))(((
)(
)()(:
))(()(
)(
)(:
00000111122
2222
0000011112222
222222
000001111
12
000001111
011111
0000011
0111
01
000000
0000
0
2
1
00
CIBABABABABA
CIBAS
CIBABABABABABA
CIBABACO
CIBABABABA
COCIi
CIBABABABA
COBABACO
CIBABABA
COBAS
COCIi
CIBABACO
CIBAS
CIi
,数字电子技术基础,第五版三、用加法器设计组合电路
基本原理：
若能生成函数可变换成 输入变量 与 输入变量 相加若能生成函数可变换成 输入变量 与 常量 相加例：将 BCD的 8421码转换为余 3码输 入 输 出
D C B A Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1
0 1 0 1 1 0 0 0
0 1 1 0 1 0 0 1
0 1 1 1 1 0 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1
1 0 0 1 1 1 0 0
00110123 D C B AYYYY
,数字电子技术基础,第五版思考：已知 X是 3位二进制数（其值小于等于 5），试实现 Y=3X 并用 7段数码管进行显示?
Y=3X
？D2
D1
D0
,数字电子技术基础,第五版
4.3.5 数值比较器
用来比较两个二进制数的数值大小一,1位数值比较器 A,B比较有三种可能结果
'
)(
'
)(
'
'
)(
'
)(),,(
,),(
,),(
BAYBABA
BAYBABABA
ABYABBABA
BA
BA
BA
10
110
101
或同为则则
,数字电子技术基础,第五版二、多位数值比较器
1,原理：从高位比起，只有高位相等，才比较下一位。
例如：
'
)()()(
''''
)(
''''
''''''
)(
)(
)()()()(
)()()(
)()()(
BABABA
BA
BA
YYY
BABABABAY
BABABABA
BABABABABABAY
BBBBAAAA
00112233
00112233
112233223333
01230123
和比较
,数字电子技术基础,第五版
2,集成电路 CC14585 实现 4位二进制数的比较为附加端，用于扩展和 )()()(,BABABA III
输出允许信号来自低位的比较结果来自低位的比较结果
BAI
I
I
BA
BA
BA
,
,
,
)(
)(
)(
,数字电子技术基础,第五版
3,比较两个 8位二进制数的大小
,数字电子技术基础,第五版
4.4 组合逻辑电路中的竞争 -冒险现象
4.4.1 竞争 -冒险现象及成因一、什么是“竞争”
两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争”
二、因“竞争”而可能在输出产生尖峰脉冲的现象，称为
“竞争 -冒险”。
,数字电子技术基础,第五版三,2线 —4线译码器中的竞争 -冒险现象冲。输出端可能产生尖峰脉和所以或在动态过程中可能出现时，从当
03
1100
0110
YY
AB?
,数字电子技术基础,第五版
4.4.2 * 略
4.4.3 消除竞争 -冒险现象的方法一、接入滤波电容尖峰脉冲很窄，用很小的电容就可将尖峰削弱到 VTH 以下。
二、引入选通脉冲取选通脉冲作用时间，在电路达到稳定之后,P的高电平期的输出信号不会出现尖峰。
,数字电子技术基础,第五版三、修改逻辑设计例：
冒险改变状态时存在竞争当稳态下的条件下，在
A
YAAYCB
CAABY
11 '
'
BCCAABY '
,数字电子技术基础,第五版
4.5用 multisim分析组合逻辑电路例,用 mulitisim分析逻辑电路,找出电路的逻辑函数式和逻辑真值表。
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,（第五版） 教学课件清华大学阎石 王红联系地址：清华大学 自动化系邮政编码,100084
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联系电话,(010)62792973
,数字电子技术基础,第五版第四章 组合逻辑电路
,数字电子技术基础,第五版
4.1概述一、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
,数字电子技术基础,第五版二、逻辑功能的描述组合逻辑电路
1a
2a
na
1y
2y
my
组合逻辑电路的框图
)( AFY?
）aa(afy
)aa(afy
)aa(afy
nmm
n
n
21
2122
2111
,数字电子技术基础,第五版一、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）
列出真值表二、写出函数式三、选定器件类型四、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）
五、画出逻辑电路图，或下载到 PLD
六、工艺设计
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
设计一个监视交通信号灯状态的逻辑电路如果信号灯出现故障，
Z为 1
R
A
G
Z
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
1,抽象
输入变量,
红（ R）,黄（ A）,绿（ G）
输出变量：
故障信号（ Z）
2,写出逻辑表达式输入变量 输出
R A G Z
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
RAGRAGGRAAGRGARZ ''''''
,数字电子技术基础,第五版设计举例：
3,选用小规模 SSI器件
4,化简
5,画出逻辑图
AGRGRAGARZ '''
,数字电子技术基础,第五版
4.3 若干常用组合逻辑电路
4.3.1 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
,数字电子技术基础,第五版一、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 二进制普通编码器输 入 输 出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
''''''''''''''
''''''''''''''
0123456701234567
01234567012345672
IIIIIIIIIIIIIIII
IIIIIIIIIIIIIIIIY
,数字电子技术基础,第五版利用无关项化简，得：
75310
76321
76542
IIIIY
IIIIY
IIIIY
,数字电子技术基础,第五版二、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）
输 入 输 出
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0
X X X X X X X 1 1 1 1
X X X X X X 1 0 1 1 0
X X X X X 1 0 0 1 0 1
X X X X 1 0 0 0 1 0 0
X X X 1 0 0 0 0 0 1 1
X X 1 0 0 0 0 0 0 1 0
X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
45675676772 IIIIIIIIIIY ''''''
45672 IIIIY
BABAA '
,数字电子技术基础,第五版低电平实例：
74HC148
,数字电子技术基础,第五版选通信号
'''''''
''''''
''
])[(
])[(
])[(
SIIIIIIIIIIY
SIIIIIIIIY
SIIIIY
64216435670
542345671
45672
'' )( 45672 IIIIY
选通信号
'' ])[( SIIIIY 45672
,数字电子技术基础,第五版 附加输出信号
'
'''''''''''
''''''''''
])[(
])[(
)(
SIIIIIIII
SSIIIIIIIIY
SIIIIIIIIY
EX
S
01234567
01234567
01234567
为 0时，电路工作无 编码输入为 0时，电路工作有 编码输入
,数字电子技术基础,第五版输 入 输 出
1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 0
0 X X X X X X 0 1 0 0 1 1 0
0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 1 0
0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 1 0
0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0
0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0
0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
'''''''' 76543210 IIIIIIIIS '' 012 YYY '' EXS YY
,数字电子技术基础,第五版状态
1 1 不工作
0 1 工作，但无输入
1 0 工作，且有输入
0 0 不可能出现附加输出信号的状态及含意
'' EXS YY
,数字电子技术基础,第五版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 · · ·'
15A
,数字电子技术基础,第五版状态
1 1 不工作
0 1 工作，但无输入
1 0 工作，且有输入
0 0 不可能出现
,数字电子技术基础,第五版
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,
0?'EXY '' ~ 815 AA
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版三、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
'' ~ 19 II
'9I '0I
,数字电子技术基础,第五版
'EXY
,数字电子技术基础,第五版
4.3.2 译码器
译码：将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。
常用的有：二进制译码器，二 -十进制译码器，显示译码器等一、二进制译码器例,3线 —8线译码器输 入 输 出
A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
,数字电子技术基础,第五版真值表 逻辑表达式：
70127
20122
10121
00120
mAAAY
mAAAY
mAAAY
mAAAY
...
''
''
'''
用电路进行实现用二极管与门阵列组成的 3线－ 8
线译码器
,数字电子技术基础,第五版集成译码器实例,74HC138
低电平输出附加控制端
123 SSSS?
'' )( ii mSY?
,数字电子技术基础,第五版
74HC138的功能表：
输 入 输 出
S1 A2 A1 A0
0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1
X 1 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
'' 32 SS? '''''''' 01234567 YYYYYYYY
,数字电子技术基础,第五版
利用附加控制端进行扩展例,用 74HC138（ 3线 —8线译码器）
4线 —16线译码器
,数字电子技术基础,第五版
'' ii mZ?
D3=1D
3=0
,数字电子技术基础,第五版二、二 —十进制译码器
将输入 BCD码的 10个代码译成 10个高、低电平的输出信号
BCD码以外的伪码，输出均无低电平信号产生
例,74HC42
)~('' 90 imY ii
,数字电子技术基础,第五版三、用译码器设计组合逻辑电路
1,基本原理
3位二进制译码器给出 3变量的全部最小项 ;
。。。
n位二进制译码器给出 n变量的全部最小项 ;
任意函数将 n位二进制译码输出的最小项组合起来，可获得任何形式的输入变量不大于 n的组合函数
imY ∑?
,数字电子技术基础,第五版
2,举例例：利用 74HC138设计一个多输出的组合逻辑电路，输出逻辑函数式为：
ABCCBBCAZ
CABBAZ
CBABCZ
CABBCAACZ
''''
''
''
'''
4
3
2
1
),,,(
),,(
),,(
),,,(
''''
''
''
'''
7420
532
731
6543
4
3
2
1
mABCCBBCAZ
mCABBAZ
mCBABCZ
mCABBCAACZ
'''''
''''
''''
'''''
)(),,,(
)(),,(
)(),,(
)(),,,(
7424
5323
7312
65431
7420
532
731
6543
mmmmmZ
mmmmZ
mmmmZ
mmmmmZ
,数字电子技术基础,第五版四、显示译码器
1,七段字符显示器如：
,数字电子技术基础,第五版
2,BCD七段字符显示译码器 （代码转换器） 7448
输 入 输 出数字 A3 A2 A1 A0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 字形
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1
10 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1
11 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
12 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1
13 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1
14 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
15 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0
,数字电子技术基础,第五版真值表 卡诺图
,数字电子技术基础,第五版
BCD－ 七段 显示译码器 7448的逻辑图
''''
''''
''
'''''
'''
'''
'''''
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
012123
0112023
012
012012012
01223
01201213
02130123
AAAAAAY
AAAAAAAY
AAAY
AAAAAAAAAY
AAAAAY
AAAAAAAAY
AAAAAAAAY
g
f
e
d
c
b
a
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 1）
灯测试输入
'LT
当 时,Ya
~ Yg全部置为 1
0?'LT
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 2）
灭零输入
'RBI
当 时，
时，则灭灯0?'RBI
0 0 0 00123?AAAA
,数字电子技术基础,第五版
7448的附加控制信号,（ 3）
灭灯 输入 /灭零 输出输入 信号，称灭灯输入控制端：
无论输入状态是什么，数码管熄灭输出 信号，称灭零输出端：
只有当输入,且灭零输入信号 时，
才给出低电平因此 表示译码器 将本来应该显示的零熄灭了
'' RBOBI
0?'BI
00123?AAAA 0?'RBI
'RBO
0?'RBO
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版
,数字电子技术基础,第五版例：利用 和 的配合，实现多位显示系统的灭零控制
整数部分：最高位是 0，而且灭掉以后，输出 作为次高位的输入信号
小数部分：最低位是 0，而且灭掉以后，输出 作为次低位的输入信号
'RBI 'RBO
'RBO
'RBI
'RBO
'RBI
,数字电子技术基础,第五版
4.3.3 数据选择器一、工作原理
,数字电子技术基础,第五版
)]()(
)()([
'
'''
013012
01101011
AADAAD
AADAADSY
A1 A0 Y1
1 X X 0
0 0 0 D10
0 0 1 D11
0 1 0 D12
0 1 1 D13
例：“双四选一”,74HC153
分析其中的一个“四选一”
'1S
,数字电子技术基础,第五版例：用两个“四选一”接成“八选一”
,四选一”只有 2位地址输入，从四个输入中选中一个
,八选一”的八个数据需要 3位地址代码指定其中任何一个
7012601250124012
3012201210120012
DAAADAAADAAADAAA
DAAADAAADAAADAAAY
)()()()(
)()()()(
''''
''''''''
位地址输入端作为第利用 3'S
,数字电子技术基础,第五版二、用数据选择器设计组合电路
1,基本原理具有 n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入变量不大于 n+1的组合函数
)()()()( '''' 0130120110101 AADAADAADAADY
,数字电子技术基础,第五版例如：
)()()()( '''''
''''''
AGAGRGARGAR
RAGRAGGRAAGRGARZ
1
)]()()()([ '''' 01301201101011 AADAADAADAADSY
,数字电子技术基础,第五版
4.3.4 加法器一,1位加法器
1,半加器，不考虑来自低位的进位，将两个 1位的二进制数相加输 入 输 出
A B S CO
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
ABCO
BAS
,数字电子技术基础,第五版
2,全加器：将两个 1位二进制数及来自低位的进位相加输 入 输 出
A B CI S CO
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
'''''''
'''''''
)(
)(
CIACIBBACO
A B C ICIABCIBACIBAS
74LS183
74HC183
,数字电子技术基础,第五版二、多位加法器
1,串行进位加法器优点：简单缺点：慢
iiiiii
iiii
ii
CIBABACO
CIBAS
COCI
))(()(
)(
)()(
1
,数字电子技术基础,第五版
2,超前进位加法器基本原理：加到第 i位的进位输入信号是两个加数第 i位以前各位
（ 0 ~ j-1）的函数，
可在相加前由 A,B两数确定。
优点：快，每 1位的 和及最后的 进位 基本同时产生。
缺点：电路复杂。
74LS283
,数字电子技术基础,第五版
))))(()(((
)(
))))(()(()((
))(()(
)))(()((
)()(:
)))(()((
))(()(
)))(((
)(
)()(:
))(()(
)(
)(:
00000111122
2222
0000011112222
222222
000001111
12
000001111
011111
0000011
0111
01
000000
0000
0
2
1
00
CIBABABABABA
CIBAS
CIBABABABABABA
CIBABACO
CIBABABABA
COCIi
CIBABABABA
COBABACO
CIBABABA
COBAS
COCIi
CIBABACO
CIBAS
CIi
,数字电子技术基础,第五版三、用加法器设计组合电路
基本原理：
若能生成函数可变换成 输入变量 与 输入变量 相加若能生成函数可变换成 输入变量 与 常量 相加例：将 BCD的 8421码转换为余 3码输 入 输 出
D C B A Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 0 0 1 1 1
0 1 0 1 1 0 0 0
0 1 1 0 1 0 0 1
0 1 1 1 1 0 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1
1 0 0 1 1 1 0 0
00110123 D C B AYYYY
,数字电子技术基础,第五版思考：已知 X是 3位二进制数（其值小于等于 5），试实现 Y=3X 并用 7段数码管进行显示?
Y=3X
？D2
D1
D0
,数字电子技术基础,第五版
4.3.5 数值比较器
用来比较两个二进制数的数值大小一,1位数值比较器 A,B比较有三种可能结果
'
)(
'
)(
'
'
)(
'
)(),,(
,),(
,),(
BAYBABA
BAYBABABA
ABYABBABA
BA
BA
BA
10
110
101
或同为则则
,数字电子技术基础,第五版二、多位数值比较器
1,原理：从高位比起，只有高位相等，才比较下一位。
例如：
'
)()()(
''''
)(
''''
''''''
)(
)(
)()()()(
)()()(
)()()(
BABABA
BA
BA
YYY
BABABABAY
BABABABA
BABABABABABAY
BBBBAAAA
00112233
00112233
112233223333
01230123
和比较
,数字电子技术基础,第五版
2,集成电路 CC14585 实现 4位二进制数的比较为附加端，用于扩展和 )()()(,BABABA III
输出允许信号来自低位的比较结果来自低位的比较结果
BAI
I
I
BA
BA
BA
,
,
,
)(
)(
)(
,数字电子技术基础,第五版
3,比较两个 8位二进制数的大小
,数字电子技术基础,第五版
4.4 组合逻辑电路中的竞争 -冒险现象
4.4.1 竞争 -冒险现象及成因一、什么是“竞争”
两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争”
二、因“竞争”而可能在输出产生尖峰脉冲的现象，称为
“竞争 -冒险”。
,数字电子技术基础,第五版三,2线 —4线译码器中的竞争 -冒险现象冲。输出端可能产生尖峰脉和所以或在动态过程中可能出现时，从当
03
1100
0110
YY
AB?
,数字电子技术基础,第五版
4.4.2 * 略
4.4.3 消除竞争 -冒险现象的方法一、接入滤波电容尖峰脉冲很窄，用很小的电容就可将尖峰削弱到 VTH 以下。
二、引入选通脉冲取选通脉冲作用时间，在电路达到稳定之后,P的高电平期的输出信号不会出现尖峰。
,数字电子技术基础,第五版三、修改逻辑设计例：
冒险改变状态时存在竞争当稳态下的条件下，在
A
YAAYCB
CAABY
11 '
'
BCCAABY '
,数字电子技术基础,第五版
4.5用 multisim分析组合逻辑电路例,用 mulitisim分析逻辑电路,找出电路的逻辑函数式和逻辑真值表。
,数字电子技术基础,第五版
