数字电路3章译码器课件.ppt

1、 二、译码器二、译码器1 1、功能、功能:(:(与编码器相反与编码器相反)将二进制代码转换成将二进制代码转换成 不同的输出状态。不同的输出状态。2、举例、举例:(1)3-8线译码器线译码器A2 A1 A0Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0逻辑表达式逻辑表达式(2)74LS138(2)74LS138译码器及其应用译码器及其应用S S1 1、S S2 2、S S3 3三三个片选端个片选端S1=1,S2=S3=0时有效时有效“1”逻辑表达式逻辑表达式74LS13874LS138在计算机中的主要应用在计算机中的主要应用-地址译码器地址译码器A A2 2、A A1 1、A A0 0就是三根就

2、是三根地址线地址线,只能访问八个单元地址只能访问八个单元地址如果能够用如果能够用四四根地址线就可以访问根地址线就可以访问1616个单元地址个单元地址,但是需要但是需要4-164-16线译码器线译码器两两片的片的74LS13874LS138就可以组成一个就可以组成一个4-164-16线译码器线译码器1 0 1 0 1 0 1 0 有效有效选择选择Y10=01 0 1 0 无效无效0 0 1 0 0 0 1 0 无效无效0 0 1 0 有效有效选择选择Y2=0五五片的片的74LS138就可以组成一个两级就可以组成一个两级5-32线译码器线译码器A4A3A2A1A0=01101选择那一个选择那一个?

3、0 1有效有效选择选择Y1=0有效有效无效无效无效无效无效无效1 0 11 0 1最终选择最终选择Y13=074LS13874LS138在其他方面的应用在其他方面的应用如如:作为作为数据分配器数据分配器数据输入数据输入D单刀单刀8掷选择开关掷选择开关数据输出数据输出D0 0 10 0 1=10(反码反码)0 0 1=01(反码反码)1 0 1=10(反码反码)又如作为又如作为函数发生器函数发生器-用用MSI设计组合电路设计组合电路逻辑表达式逻辑表达式Y=YY=Y7 7Y Y6 6Y Y5 5Y Y3 3=m m7 7m m6 6m m5 5m m3 3 =m m7 7+m m6 6+m m5

4、5+m m3 3 =A=A2 2A A1 1A A0 0+A+A2 2A A1 1A A0 0+A+A2 2A A1 1A A0 0+A+A2 2A A1 1A A0 0=ABC+ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+ABC+ABC=AB+BC+CA=AB+BC+CA请用请用74LS138与必要的与非门设计一个组合电路与必要的与非门设计一个组合电路,实现实现Y=ABC+ABC+C的函数关系的函数关系则则逻辑图表示为逻辑图表示为A B C“1”&Y(3)(3)显示译码器显示译码器LEDLED七段数码显示管七段数码显示管七段显示译码器七段显示译码器(配合共阴接法数码管配合共阴接法数码管)a b

5、c d e f g DP 七段显示译码器七段显示译码器A3 A2 A1 A0七段显示译码器七段显示译码器(配合共阳接法数码管配合共阳接法数码管)a b c d e f g DP A3 A2 A1 A0七段显示译码器七段显示译码器0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 00 0 0 0 1 1 01 0 0 1 1 0 00 1 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 00 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 074LS4874LS48七段显示译码器七段显示译码器(配合共阴接法数码管配合共阴接法数码管BS201)BS2

6、01)灭零输入灭零输入低电平低电平有效有效灭灯输入灭灯输入/灭零输出灭零输出低电平低电平有效有效试灯输入试灯输入低电平低电平有效有效灭灯、灭零、试灯信号都无效灭灯、灭零、试灯信号都无效才能正常按照输入的才能正常按照输入的A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0进行译码进行译码 三、数据选择器三、数据选择器 1 1、工作原理、工作原理四个数据输入四个数据输入单刀单刀4掷开关掷开关 0 0数据输出数据输出称为称为:四选一数据选择器四选一数据选择器2 2四选一数据选择器四选一数据选择器-74LS153-74LS153S1、S2为片选端为片选端(低电平有效低电平有效)当当S1=0时时,Y1=D

7、10(A1A0)+D11(A1A0)+D12(A1A0)+D13(A1A0)当当S2=0时时,Y2=D20(A1A0)+D21(A1A0)+D22(A1A0)+D23(A1A0)2、扩展、扩展:用一片用一片74LS153中的中的两个两个4选一选一数据选择器数据选择器 可以可以扩展成扩展成8选一选一数据选择器数据选择器例如例如:A2A1A0=011时时,代入得代入得 Y=D3 =D0A2A1A0+D1A2A1A0 +D2A2A1A0+D3A2A1A0 +D4A2A1A0+D5A2A1A0 +D6A2A1A0+D7A2A1A0Y=Y1+Y2 =D0S2A1A0+D1S2A1A0 +D2S2A1A0

8、+D3S2A1A0 +D4S1A1A0+D5S1A1A0 +D6S1A1A0+D7S1A1A0 =S2(D0A1A0+D1A1A0 +D2A1A0+D3A1A0)+S1(D4A1A0+D5A1A0 +D6A1A0+D7A1A0)A2=S1A2=S2A A0 0A A1 1A A2 2CMOS八选一八选一数据选择器数据选择器-CC45121 Y=D0(A1A0)+D1(A1A0)+D2(A1A0)+D3(A1A0)四选一数据选择器四选一数据选择器Y=D0A2A1A0+D1A2A1A0+D2A2A1A0+D3A2A1A0 +D4A2A1A0+D5A2A1A0+D6A2A1A0+D7A2A1A0八选

9、一数据选择器八选一数据选择器记住表达式记住表达式:3、数据选择器数据选择器可以作为可以作为函数发生器函数发生器-用用MSI设计组合电路设计组合电路分析图中分析图中Y与与A、B、C之间的函数关系之间的函数关系因为因为S1=0,Y1=D10(A1A0)+D11(A1A0)+D12(A1A0)+D13(A1A0)Y=0(BC)+A(BC)+A(BC)+1(BC)=ABC+ABC+BC=AB+BC+CA经过分析经过分析,这是用数据选择器组成的这是用数据选择器组成的三人表决器三人表决器分析图中分析图中Y与与A、B、C之间的函数关系之间的函数关系这是用这是用八选一数据选择器组成的八选一数据选择器组成的电路

10、电路 =D0A2A1A0+D1A2A1A0 +D2A2A1A0+D3A2A1A0 +D4A2A1A0+D5A2A1A0 +D6A2A1A0+D7A2A1A0YD D0 0 D D1 1 D D2 2 D D3 3 D D4 4 D D5 5 D D6 6 D D7 7C B AA A2 2 =0ABC+0ABC +0ABC+1ABC +0ABC+1ABC +1ABC+1ABC=ABC+ABC+ABC+ABC=AB+BC+CA经过分析经过分析,这这也也是用数据选择器组成的是用数据选择器组成的三人表决器三人表决器请用八选一数据选择器请用八选一数据选择器CT74LS151实现四变量组合逻辑函数实现四

11、变量组合逻辑函数 Y=BD+ABC+ABC+BCD先将函数先将函数Y化成标准与或式化成标准与或式:Y=ABCD ABCD+ABCD+ABCD+ABCD ABCD+ABCD+ABCD+ABCDY=D0A2A1A0+D1A2A1A0+D2A2A1A0+D3A2A1A0 +D4A2A1A0+D5A2A1A0+D6A2A1A0+D7A2A1A0对照对照:令令A2=A,A1=B,A0=C可以得到可以得到:D0=D,D1=D,D2=D,D3=D+D=1,D4=D,D5=D+D=1,D6=D,D7=0;最后在图中连线最后在图中连线SD.。1+VCCABC 四、加法器四、加法器加法器加法器:利用逻辑运算进行二

12、进制的加法运算利用逻辑运算进行二进制的加法运算1 1、半加器、半加器-不带进位位不带进位位的一位二进制数的加法器的一位二进制数的加法器实现实现A Ai i+B+Bi i=C=Ci i,S,Si i被加数被加数AiAi加数加数BiBiSiSi和和CiCi进位进位可以用可以用逻辑门逻辑门实现算术中的加法运算实现算术中的加法运算从真值表可以得到从真值表可以得到:SiSi=Ai Bi=Ai Bi Ci=Ai Ci=AiBiBi+半加器真值表半加器真值表2 2、全加器、全加器-带进位位带进位位的一位二进制数的加法器的一位二进制数的加法器全加器真值表全加器真值表实现实现A+B+CA+B+Ci i=S=Si

13、 i,C,CO O加数加数被加数被加数低位低位进位进位和和进进位位从真值表并化简可以得到从真值表并化简可以得到:变换成为与非式变换成为与非式:内部电路内部电路4 4、串行进位的、串行进位的4 4位全加器的组成位全加器的组成比如比如:0011+0110=1001 0011+0110 1100 1001被加数被加数加数加数进位进位和和0 0 1 10 1 1 01 1 0 01 1 01 0 0 10缺点是速度比较慢缺点是速度比较慢,应采用应采用超前进位超前进位才能提高速度才能提高速度5 5、超前进位的、超前进位的4 4位加法器位加法器-74LS283-74LS283功能功能:A3A2A1A0 +

14、B3B2B1B0CIC0S3S2S1S0内部电路及进位原理内部电路及进位原理(略略)扩展扩展:A7 A6 A5 A4 B7 B6 B5 B4 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0CO S7 S6 S5 S4 S3 S2 S2 S1两片两片74LS283串联组成串联组成8位位减法器减法器?应用举例应用举例如如:码转换器码转换器8421码输入码输入余余3 3码输出码输出余余3码输入码输入8421码输出码输出8421码码+3=余余3码码余余3码码3=余余3码码+3的补码的补码 =余余3码码+(3的反码的反码+1)Y又如又如:4:4位二进制加法器进行二位二进制加法器进行二-十进制加法十进制加

15、法工作原理是工作原理是:A、两个二、两个二十进制数相加与两个二进制数相加十进制数相加与两个二进制数相加方法相同方法相同.B、不同的是相加的结果要进行必要的调整、不同的是相加的结果要进行必要的调整.C、当和、当和S1001时时,S=S+0000;当和当和S1001时时,S=S+0110;如如:8(10)+4(10)=12(10)1000(BCD)+0100(BCD)=1100 1001(BCD)必须作调整必须作调整1100+0110=1,0010=12(10)1 0 0 00 1 0 01 1 0 01 1 0 0=10 1 1 01,0 0 1 0 五、数值比较器五、数值比较器数值比较器数值比

16、较器比较两个二进制数的大小比较两个二进制数的大小1 1、一位数值比较器、一位数值比较器 A BYABYA=B YAB 一位数值比较器真值表一位数值比较器真值表将真值表转化成函数式可得将真值表转化成函数式可得:转换成为与非式转换成为与非式:逻辑电路图逻辑电路图2 2、四位数值比较器、四位数值比较器CC14585CC14585A3A2A1A0与与B3B2B1B0比较比较增加了三个输入端增加了三个输入端I IAB ABAB三个输入端三个输入端I IAB ABAB称为扩展输入端称为扩展输入端它们的使用方法是它们的使用方法是:利用扩展端可以把利用扩展端可以把四四位数值比较器位数值比较器扩展成为扩展成为八八位、位、十二十二位、位、十六十六位位只比较两个四位二进制数时只比较两个四位二进制数时,将扩展端将扩展端I IAB接高电平接高电平。当比较两个四位以上八位以下的二进制数时当比较两个四位以上八位以下的二进制数时,将底位片的扩展端将底位片的扩展端 I IAB接高电平。接高电平。将底位片的输出端将底位片的输出端Y YABAB和和Y YA=BA=B分别接分别接高位片的扩展输入端高位片的扩展输入端I IAB接高电平。接高电平。低位片低位片高位片高位片要解释其中的道理必须了解内部电路结构要解释其中的道理必须了解内部电路结构,我们不要求大家去分析我们不要求大家去分析