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1、4.3 常用中規(guī)模組合邏輯器件及應(yīng)用常用中規(guī)模組合邏輯器件及應(yīng)用 4.3.1 編碼器編碼器 人們?yōu)榻鉀Q實(shí)踐上遇到的各種邏輯問(wèn)題,設(shè)人們?yōu)榻鉀Q實(shí)踐上遇到的各種邏輯問(wèn)題,設(shè)計(jì)了許多邏輯電路。然而,我們發(fā)現(xiàn),其中有些計(jì)了許多邏輯電路。然而,我們發(fā)現(xiàn),其中有些邏輯電路經(jīng)常、大量出現(xiàn)在各種數(shù)字系統(tǒng)當(dāng)中。邏輯電路經(jīng)常、大量出現(xiàn)在各種數(shù)字系統(tǒng)當(dāng)中。為了方便使用,各廠家已經(jīng)把這些邏輯電路制造為了方便使用,各廠家已經(jīng)把這些邏輯電路制造成成中規(guī)模集成的組合邏輯電路產(chǎn)品中規(guī)模集成的組合邏輯電路產(chǎn)品。 比較常用的有比較常用的有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器加法器和和數(shù)值比較器數(shù)值比較器

2、等等。下面分別進(jìn)行介紹。等等。下面分別進(jìn)行介紹。 4. 3 常用的組合邏輯電路常用的組合邏輯電路4. 3. 1 編碼器編碼器(Encoder)編碼:編碼: 將文字、符號(hào)、數(shù)碼或者特定信息用二進(jìn)制代將文字、符號(hào)、數(shù)碼或者特定信息用二進(jìn)制代碼表示的過(guò)程碼表示的過(guò)程Y1I1Y2YnI2Im代代碼碼輸輸出出信信息息輸輸入入編編 碼碼 器器 框框 圖圖編碼器:能實(shí)現(xiàn)編碼功能的電路。編碼器:能實(shí)現(xiàn)編碼功能的電路。編碼原則編碼原則:對(duì):對(duì)m個(gè)輸入信號(hào)編碼時(shí),設(shè)有個(gè)輸入信號(hào)編碼時(shí),設(shè)有n位二進(jìn)位二進(jìn)制代碼輸出,則制代碼輸出,則m與與n之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為2n m。m = 2n 時(shí),稱為二進(jìn)制編碼器。m=1

3、0,n=4時(shí),稱為二-十進(jìn)制編碼器。分類:分類:普通編碼器普通編碼器優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器引例引例: 將將4個(gè)搶答器的輸出信號(hào)編為二進(jìn)制代碼,設(shè)計(jì)個(gè)搶答器的輸出信號(hào)編為二進(jìn)制代碼,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)此功能一個(gè)簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)此功能這個(gè)過(guò)程就是編碼。這個(gè)過(guò)程就是編碼。 4-2線編碼器線編碼器 一、二進(jìn)制普通編碼器一、二進(jìn)制普通編碼器用用 n 位二進(jìn)制代碼對(duì)位二進(jìn)制代碼對(duì) m = 2n 個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路3 位二進(jìn)制普通編碼器位二進(jìn)制普通編碼器(8 線線- 3 線線)編碼表編碼表函函數(shù)數(shù)式式Y(jié)2 = I4 + I5 + I6 + I7Y1 = I2 + I3+ I6 + I7

4、Y0 = I1 + I3+ I5 + I7輸輸入入輸輸出出 I0 I7 是一組互相排斥的輸入變是一組互相排斥的輸入變量,任何時(shí)刻只能有一個(gè)端輸入有效量,任何時(shí)刻只能有一個(gè)端輸入有效信號(hào)。所以真值表只有八種組合。信號(hào)。所以真值表只有八種組合。輸輸 入入輸輸 出出0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Y2 Y1 Y0I0I1I2I3I4I5I6I73 位位二進(jìn)制二進(jìn)制編碼器編碼器I0I1I6I7Y2Y1Y0I2I4I5I3函數(shù)式函數(shù)式邏輯圖邏輯圖 用用或門或門實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 用用與非門與非門實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)76542IIIIY 76321IIIIY 75310IIIIY

5、 7654IIII 7632IIII 7531IIII Y2 Y1 Y0111I7 I6 I5 I4 I3I2 I1I0 &Y2 Y1 Y04567IIII23II01II用用 4 位二進(jìn)制代碼對(duì)位二進(jìn)制代碼對(duì) 0 9 十個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路十個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路8421 BCD 編碼器編碼器二、二二、二- -十進(jìn)制普通編碼器十進(jìn)制普通編碼器二二-十進(jìn)制十進(jìn)制編碼器編碼器I0I2I4I6I8I1I3I5I7I9Y0Y1Y2Y3三、優(yōu)先編碼器三、優(yōu)先編碼器 在優(yōu)先編碼器中,允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的有效編碼請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí),只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼,編碼具有惟一性。

6、優(yōu)先級(jí)別的高低由設(shè)計(jì)者根據(jù)輸入信號(hào)的輕重緩急情況而定。編碼表編碼表輸輸 入入輸輸 出出 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0函數(shù)式函數(shù)式3 位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器45672IIIIY 245345671 IIIIIIIIY 12463465670 IIIIIIIIIIY 輸入輸入輸出輸出為原為原變量變量邏邏輯輯圖圖輸

7、入輸入輸出輸出為反為反變量變量Y2Y1Y0111&1111111111117I6I5I4I3I2I1I0I1112Y1Y0YI7I6I5I4I3I2I1I0四、常用集成編碼器四、常用集成編碼器1 1、集成集成3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14874LS1488 8線線33線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器低電平有效低電平有效輸出輸出3 3位二進(jìn)制反碼位二進(jìn)制反碼74LS148I7I6I5I4I3I2I1I0YEXY2Y1Y0YSSS為使能輸入端,低電平有效。為使能輸入端,低電平有效。YS為選通輸出端,通常接至低為選通輸出端,通常接至低位芯片的位芯片的S端。端。YS和和S配合可以實(shí)

8、現(xiàn)多級(jí)編碼器的擴(kuò)展。配合可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)編碼器的擴(kuò)展。YEX為為擴(kuò)展輸出端,是控制標(biāo)志。擴(kuò)展輸出端,是控制標(biāo)志。YEX 0表示是編碼輸出;表示是編碼輸出; YEX 1表示不是編碼輸出。表示不是編碼輸出。集成集成3 3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14874LS148的真值表的真值表2 2、二、二- -十進(jìn)制優(yōu)先編碼器十進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS14774LS147二二十進(jìn)制優(yōu)先編碼器十進(jìn)制優(yōu)先編碼器低電平有效低電平有效輸出輸出8421BCD8421BCD反碼反碼1010線線44線(線(實(shí)為實(shí)為9 9線線44線線)沒(méi)有沒(méi)有 I0 端端:當(dāng)當(dāng)I9I1全為全為1時(shí),輸出時(shí),輸出0000的反碼的

9、反碼111174LS147I8I7I6I5I4I3I2Y2Y1Y0I9I1Y3優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器74LS14774LS147的真值表的真值表 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 0 11 1 0 01 1 0 11 1 1 0123456789IIIIIIIII3210Y Y Y Y五、集成優(yōu)先編碼器的擴(kuò)展五、集成優(yōu)先編碼器

10、的擴(kuò)展YS: 選通輸出端選通輸出端S: 選通控制端(使能輸入端)選通控制端(使能輸入端)YEX:擴(kuò)展輸出端擴(kuò)展輸出端1X X X X1001 1 1 1010有有“0”反碼輸出反碼輸出0 1 1 1 01 X X X X 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 0 10 0 X X X 0 1 0 X X0 1 1 0 X 輸輸 入入輸輸 出出0 0 1 00 1 1 01 0 1 01 1 1 0SI3I2I1I0Y0Y1YEXYSI3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEXI3I2I1I0Y1Y0SYSYEX1 11 111-4線線2線編碼器線編碼器 用兩片用兩片4線線2線優(yōu)先編碼器,將線優(yōu)先編碼器,將A0A7 8個(gè)低電平輸入信號(hào)個(gè)低電平輸入信號(hào)編為編為000111 8個(gè)個(gè)3位二進(jìn)制代碼。其中位二進(jìn)制代碼。其中A7的優(yōu)先權(quán)最高,的優(yōu)先權(quán)最高,A0的的優(yōu)先權(quán)最低。輸出原碼。優(yōu)先權(quán)最低。輸出原碼。(1)片工作時(shí):片工作時(shí):(2)片不工作片不工作YS1=1S2=1YEX1=0(1)片輸入全片輸入全1無(wú)有效輸入時(shí):無(wú)有效輸入時(shí):(2)片工作)片工作YS1=0S2=0YEX1=1I3I2I1I0Y1Y0SYSYEX1&Z2Z1Z0A7A6A5A4A3A2A1A0

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