數(shù)字電子技術(shù)講義楊志忠版

..緒論概述學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解數(shù)字電路的特點(diǎn)、應(yīng)用概況；熟悉邏輯電平、數(shù)字信號(hào)的概念；了解數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)；了解脈沖波形的主要參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：區(qū)分?jǐn)?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的區(qū)別課時(shí)分配：2學(xué)時(shí)教學(xué)過程：1.1.1數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路信號(hào)分為兩類：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：指在時(shí)間上和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號(hào)。如電視圖像和伴音信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：指在時(shí)間上和數(shù)值上都是斷續(xù)變化的離散信號(hào)。如生產(chǎn)中自動(dòng)記錄零件個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)。模擬電路：對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理的電路數(shù)字電路：對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理的電路1.1.2數(shù)字電路的分類〔1按集成度分類：數(shù)字電路可分為小規(guī)?！睸SI,每片數(shù)十器件、中規(guī)模〔MSI,每片數(shù)百器件、大規(guī)?！睱SI,每片數(shù)千器件和超大規(guī)模〔VLSI,每片器件數(shù)目大于1萬數(shù)字集成電路。集成電路從應(yīng)用的角度又可分為通用型和專用型兩大類型?！?按所用器件制作工藝的不同：數(shù)字電路可分為雙極型〔TTL型和單極型〔MOS型兩類?！?按照電路的結(jié)構(gòu)和工作原理的不同：數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類。組合邏輯電路沒有記憶功能,其輸出信號(hào)只與當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān),而與電路以前的狀態(tài)無關(guān)。時(shí)序邏輯電路具有記憶功能,其輸出信號(hào)不僅和當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān),而且與電路以前的狀態(tài)有關(guān)。數(shù)字電路的產(chǎn)生和發(fā)展是電子技術(shù)發(fā)展最重要的基礎(chǔ)。由于數(shù)字電路相對(duì)于模擬電路有一系列的優(yōu)點(diǎn),使它在通信、電子計(jì)算機(jī)、電視雷達(dá)、自動(dòng)控制、電子測(cè)量?jī)x器等科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,對(duì)現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、社會(huì)和人類的文明產(chǎn)生著越來越深刻地影響。1.1.3數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)特點(diǎn)：〔1工作信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào),在時(shí)間上和數(shù)值上是離散的〔不連續(xù),反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)〔即0和1兩個(gè)邏輯值。〔2在數(shù)字電路中,研究的主要問題是電路的邏輯功能,即輸入信號(hào)的狀態(tài)〔0和1和輸出信號(hào)的狀態(tài)〔0和1之間的關(guān)系。對(duì)于電路本身有分析電路和設(shè)計(jì)電路兩部分?！?對(duì)組成數(shù)字電路的元器件的精度要求不高,只要在工作時(shí)能夠可靠地區(qū)分0和1兩種狀態(tài)即可?！?數(shù)字電路的分析方法主要用邏輯代數(shù)和卡諾圖法等進(jìn)行分析?！?數(shù)字電路能夠?qū)?shù)字信號(hào)0和1進(jìn)行各種邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算。優(yōu)點(diǎn)：易集成化。兩個(gè)狀態(tài)"0"和"1",對(duì)元件精度要求低?？垢蓴_能力強(qiáng),可靠性高。信號(hào)易辨別不易受噪聲干擾。便于長(zhǎng)期存貯。軟盤、硬盤、光盤。通用性強(qiáng),成本低,系列多?！矅H標(biāo)準(zhǔn)TTL系例數(shù)字電路、門陣列、可編程邏輯器件。保密性好。容易進(jìn)行加密處理。知識(shí)拓展脈沖波形的主要參數(shù)

在數(shù)字電路中,加工和處理的都是脈沖波形,而應(yīng)用最多的是矩形脈沖。

圖1.1.2脈沖波形的參數(shù)脈沖幅度。脈沖電壓波形變化的最大值,單位為伏〔V。脈沖上升時(shí)間。脈沖波形從0.1Um上升到0.9Um所需的時(shí)間。脈沖下降時(shí)間。脈沖波形從0.9Um下降到0.1Um所需的時(shí)間。

脈沖上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf越短,越接近于理想的短形脈沖。單位為秒〔s、毫秒〔ms、微秒〔us、納秒〔ns。脈沖寬度。脈沖上升沿0.5Um到下降沿0.5Um所需的時(shí)間,單位和tr、tf相同脈沖周期T。在周期性脈沖中,相鄰兩個(gè)脈沖波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間,單位和tr、tf相同。脈沖頻率f：每秒時(shí)間內(nèi),脈沖出現(xiàn)的次數(shù)。單位為赫茲〔Hz、千赫茲〔kHz、兆赫茲〔MHz,f＝1∕T。占空比q：脈沖寬度與脈沖重復(fù)周期T的比值。q＝∕T。

它是描述脈沖波形疏密的參數(shù)。本節(jié)小結(jié)：數(shù)字信號(hào)的數(shù)值相對(duì)于時(shí)間的變化過程是跳變的、間斷性的。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。模擬信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào),即可用數(shù)字電路進(jìn)行傳輸、處理。習(xí)題：P3思考題41.2數(shù)制和碼制教學(xué)目標(biāo)：理解進(jìn)制的概念,二進(jìn)制的表示方法。掌握二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換方法。理解BCD碼的含義,理解8421BCD碼,了解其他常用BCD碼。教學(xué)重點(diǎn)：掌握二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換方法。教學(xué)難點(diǎn)：掌握二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換方法。課時(shí)分配：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：1.2數(shù)制和碼制1.2.1數(shù)制所謂數(shù)制就是計(jì)數(shù)的方法。在生產(chǎn)實(shí)踐中,人們經(jīng)常采用位置計(jì)數(shù)法,即將表示數(shù)字的數(shù)碼從左至右排列起來。常見的有十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制。1．進(jìn)位制：表示數(shù)時(shí),僅用一位數(shù)碼往往不夠用,必須用進(jìn)位計(jì)數(shù)的方法組成多位數(shù)碼。多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制,簡(jiǎn)稱進(jìn)位制。2．基數(shù)：進(jìn)位制的基數(shù),就是在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。3．位權(quán)〔位的權(quán)數(shù)：在某一進(jìn)位制的數(shù)中,每一位的大小都對(duì)應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù),這個(gè)固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個(gè)冪。<1>十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)是日常生活中使用最廣的計(jì)數(shù)制。組成十進(jìn)制數(shù)的符號(hào)有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9等共十個(gè)符號(hào),我們稱這些符號(hào)為數(shù)碼。在十進(jìn)制中,每一位有0～9共十個(gè)數(shù)碼,所以計(jì)數(shù)的基數(shù)為10。超過9就必須用多位數(shù)來表示。十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算遵循加法時(shí)："逢十進(jìn)一",減法時(shí)："借一當(dāng)十"。十進(jìn)制數(shù)中,數(shù)碼的位置不同,所表示的值就不相同。如：5555表示5*1000+5*100+5*10+5也可表示成5*103+5*102+5*101+5*100同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不同。103、102、101、100稱為十進(jìn)制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和,稱權(quán)展開式。如：<209.04>10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2對(duì)于位一十進(jìn)制數(shù)可表示為：式中：為0～9中的位一數(shù)碼；10為進(jìn)制的基數(shù)；10的i次為第i位的權(quán)；m,n為正整數(shù),n為整數(shù)部分的位數(shù),m為小數(shù)部分的位數(shù)。<2>二進(jìn)制二進(jìn)制的數(shù)碼K為0、1,基數(shù)R=2。進(jìn)/借位的規(guī)則為逢2進(jìn)1,借1當(dāng)2,位權(quán)為2的整數(shù)冪。其計(jì)算公式為：如：<101.01>2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝<5.25>10由于二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)碼,它的每一位都可以用電子元件來實(shí)現(xiàn),且運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單,相應(yīng)的運(yùn)算電路也容易實(shí)現(xiàn)。加法和乘法的運(yùn)算規(guī)則加法乘法0+0=00×0=00+1=10×1=00+1=11×0=0<3>十六進(jìn)制<HexadecimalNumber>二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理很方便,但當(dāng)位數(shù)較多時(shí),比較難記憶,而且書寫容易出錯(cuò),為了減小位數(shù),通常將二進(jìn)制數(shù)用十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除二進(jìn)制數(shù)之外使用較多的進(jìn)制,其遵循的兩個(gè)規(guī)則為：

其有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F等共十六個(gè)數(shù)碼,其分別對(duì)應(yīng)于十進(jìn)制數(shù)的0～15進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換。運(yùn)算規(guī)則：逢16進(jìn)1。位權(quán)為16的整數(shù)冪。其計(jì)算公式為：如：<D8.A>2＝13×161＋8×160＋10×16－1＝<216.625>10二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)廣泛用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算及表示,但人們通常是與十進(jìn)制數(shù)打交道,這樣在計(jì)算機(jī)的輸入端就必須將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,處理的結(jié)果計(jì)算機(jī)必須將二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù),否則人們只能看天書了。數(shù)制的轉(zhuǎn)換可分為兩類：十進(jìn)制數(shù)與非十進(jìn)數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換；非十進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。1.2.2不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換<1>各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制

二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制時(shí),只要將它們按權(quán)展開,求出各加權(quán)系數(shù)的和,便得到相應(yīng)進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。

例：<2>十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用"除2取余法"；

將十進(jìn)制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用"乘2取整法"。

例1.1.1將十進(jìn)制數(shù)<107.625>10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用"除2取余法",它是將整數(shù)部分逐次被2除,依次記下余數(shù),直到商為0。第一個(gè)余數(shù)為二進(jìn)制數(shù)的最低位,最后一個(gè)余數(shù)為最高位。

解：①整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

所以,②小數(shù)部分轉(zhuǎn)換

將十進(jìn)制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用"乘2取整法",它是將小數(shù)部分連續(xù)乘以2,取乘數(shù)的整數(shù)部分作為二進(jìn)制數(shù)的小數(shù)。

由此可得十進(jìn)制數(shù)<107.625>10對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為

<107.625>10＝<1101011.101>2<3>二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制間相互轉(zhuǎn)換

1>二進(jìn)制和八進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換

EQ\o\ac<○,1>二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始,每三位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足三位的,則在高位加0補(bǔ)足三位為止；小數(shù)點(diǎn)后的二進(jìn)制數(shù)則從高位開始,每三位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足三位的,則在低位加0補(bǔ)足三位,然后用對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)來代替,再按順序排列寫出對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)。

例1.1.2將二進(jìn)制數(shù)<11100101.11101011>2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

<11100101.11101011>2＝<345.726>8EQ\o\ac<○,2>八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

將每位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)來代替,再按原來的順序排列起來,便得到了相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。

例1.1.3將八進(jìn)制數(shù)<745.361>8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

<745.361>8＝<111100101.011110001>22>二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換

EQ\o\ac<○,1>二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始,每四位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足四位的,則在高位加0補(bǔ)足四位為止；小數(shù)部分從高位開始,每四位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足四位的,在低位加0補(bǔ)足四位,然后用對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)來代替,再按順序?qū)懗鰧?duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。EQ\o\ac<○,2>十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

將每位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)來代替,再按原來的順序排列起來便得到了相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。

例1.1.5將十六進(jìn)制數(shù)<3BE5.97D>16轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。1.2.3二進(jìn)制代碼

一、二-十進(jìn)制代碼

將十進(jìn)制數(shù)的0～9十個(gè)數(shù)字用二進(jìn)制數(shù)表示的代碼,稱為二-十進(jìn)制碼,又稱BCD碼。

表1.2.2常用二-十進(jìn)制代碼表〔重點(diǎn)講解8421碼、5421碼和余3碼注意：含權(quán)碼的意義。二、可靠性代碼

1．格雷碼

表1.2.3格雷碼與二進(jìn)制碼關(guān)系對(duì)照表2．奇偶校驗(yàn)碼

為了能發(fā)現(xiàn)和校正錯(cuò)誤,提高設(shè)備的抗干擾能力,就需采用可靠性代碼,而奇偶校驗(yàn)碼就具有校驗(yàn)這種差錯(cuò)的能力,它由兩部分組成。

表1.2.48421奇偶校驗(yàn)碼作業(yè)：P9題1.1題1.5邏輯代數(shù)基礎(chǔ)2.1概述2.2邏輯函數(shù)及其表示法學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟練掌握基本邏輯運(yùn)算和幾種常用復(fù)合導(dǎo)出邏輯運(yùn)算；

熟練運(yùn)用真值表、邏輯式、邏輯圖來表示邏輯函數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：三種基本邏輯運(yùn)算和幾種導(dǎo)出邏輯運(yùn)算；

教學(xué)難點(diǎn)：三種基本邏輯運(yùn)算和幾種導(dǎo)出邏輯運(yùn)算；課時(shí)分配：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：2.1概述布爾：英國數(shù)學(xué)家,1941年提出變量"0"和"1"代表不同狀態(tài)。

本章主要介紹邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算、基本定律和基本運(yùn)算規(guī)則,然后介紹邏輯函數(shù)的表示方法及邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法。邏輯代數(shù)有其自身獨(dú)立的規(guī)律和運(yùn)算法則,而不同于普通代數(shù)。2.2邏輯函數(shù)及其表示法基本邏輯函數(shù)及運(yùn)算

1、與運(yùn)算———所有條例都具備事件才發(fā)生

開關(guān)："1"閉合,"0"斷開

燈："1"亮,"0"滅

真值表：把輸入所有可能的組合與輸出取值對(duì)應(yīng)列成表。

邏輯表達(dá)式：L=K1*K2<邏輯乘>

邏輯符號(hào)：原有符號(hào)：邏輯功能口決：有"0"出"0",全"1"出"1"。2、或運(yùn)算———至少有一個(gè)條件具備,事件就會(huì)發(fā)生。邏輯表達(dá)式：L=K1+K2〔邏輯加

邏輯符號(hào)：

邏輯功能口決：有"1"出"1"全"0"出"0"3、非運(yùn)算：—結(jié)果與條件相反邏輯表達(dá)式：邏輯符號(hào)：2.2.2幾種導(dǎo)出的邏輯運(yùn)算

一、與非運(yùn)算、或非運(yùn)算、與或非運(yùn)算二、異或運(yùn)算和同或運(yùn)算

邏輯表達(dá)式：相同為"1",不同為"0"

2.2.3邏輯函數(shù)及其表示法

一、邏輯函數(shù)的建立

舉例子說明建立〔抽象邏輯函數(shù)的方法,加深對(duì)邏輯函數(shù)概念的理解。

例2.2.1兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)A和B分別安裝在樓上和樓下。上樓之前,在樓下開燈,上樓后關(guān)燈；反之下樓之前,在樓上開燈,下樓后關(guān)燈。試建立其邏輯式。

表2.2.6［例2.2.1］真值表例2.2.2比較A、B兩個(gè)數(shù)的大小二、邏輯函數(shù)的表示方法

1．真值表

邏輯函數(shù)的真值表具有唯一性。邏輯函數(shù)有n個(gè)變量時(shí),共有個(gè)不同的變量取值組合。在列真值表時(shí),變量取值的組合一般按n位二進(jìn)制數(shù)遞增的方式列出。用真值表表示邏輯函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、明了,可直接看出邏輯函數(shù)值和變量取值之間的關(guān)系。

分析邏輯式與邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換以及如何由邏輯式或邏輯圖列真值表。

2．邏輯函數(shù)式

寫標(biāo)準(zhǔn)與-或邏輯式的方法是：

〔l把任意一組變量取值中的1代以原變量,0代以反變量,由此得到一組變量的與組合,如A、B、C三個(gè)變量的取值為110時(shí),則代換后得到的變量與組合為AB。

〔2把邏輯函數(shù)值為1所對(duì)應(yīng)的各變量的與組合相加,便得到標(biāo)準(zhǔn)的與-或邏輯式。3．邏輯圖

邏輯圖是用基本邏輯門和復(fù)合邏輯門的邏輯符號(hào)組成的對(duì)應(yīng)于某一邏輯功能的電路圖。

作業(yè)：P31題2.12.3邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握邏輯代數(shù)的基本公式、基本定律和重要規(guī)則。教學(xué)重點(diǎn)：5種常見的邏輯式；用并項(xiàng)法、吸收法、消去法、配項(xiàng)法對(duì)邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)；教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用代數(shù)化簡(jiǎn)法對(duì)邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)；課時(shí)分配：2學(xué)時(shí)教學(xué)過程：2.3.1邏輯代數(shù)的基本公式

一、邏輯常量運(yùn)算公式

表2.3.1邏輯常量運(yùn)算公式變量A的取值只能為0或?yàn)?,分別代入驗(yàn)證。邏輯代數(shù)的基本定律

邏輯代數(shù)的基本定律是分析、設(shè)計(jì)邏輯電路,化簡(jiǎn)和變換邏輯函數(shù)式的重要工具。第④式的推廣：〔2.3.1

由表2.3.4可知,利用吸收律化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)時(shí),某些項(xiàng)或因子在化簡(jiǎn)中被吸收掉,使邏輯函數(shù)式變得更簡(jiǎn)單。作業(yè)：P31題2.42.4邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解邏輯函數(shù)式的常見形式及其相互轉(zhuǎn)換。理解最簡(jiǎn)與-或式和最簡(jiǎn)與非式的標(biāo)準(zhǔn)。掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法。理解最小項(xiàng)的概念與編號(hào)方法,了解其主要性質(zhì)。掌握用卡諾圖表示和化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的方法。教學(xué)重點(diǎn)：掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法掌握用卡諾圖表示和化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的方法。教學(xué)難點(diǎn)：用卡諾圖表示和化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的方法。；課時(shí)分配：6學(xué)時(shí)教學(xué)過程：一、邏輯函數(shù)式的常見形式一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)式不是唯一的,可以有多種形式,并且能互相轉(zhuǎn)換。例如：其中,與—或表達(dá)式是邏輯函數(shù)的最基本表達(dá)形式。二、邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)"與—或表達(dá)式"的標(biāo)準(zhǔn)〔1與項(xiàng)最少,即表達(dá)式中"+"號(hào)最少?！?每個(gè)與項(xiàng)中的變量數(shù)最少,即表達(dá)式中"·"號(hào)最少。三、用代數(shù)法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)1、并項(xiàng)法。運(yùn)用公式,將兩項(xiàng)合并為一項(xiàng),消去一個(gè)變量。如2、吸收法。運(yùn)用吸收律A+AB=A,消去多余的與項(xiàng)。如:3、消去法?！?配項(xiàng)法。在化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)時(shí),要靈活運(yùn)用上述方法,才能將邏輯函數(shù)化為最簡(jiǎn)。再舉幾個(gè)例子：[例1]化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：解：〔利用〔利用A+AB=A〔利用[例2]化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：解：〔利用反演律〔利用〔利用A+AB=A〔配項(xiàng)法〔利用A+AB=A〔利用[例3]化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)解法1：〔增加冗余項(xiàng)〔消去1個(gè)冗余項(xiàng)〔再消去1個(gè)冗余項(xiàng)解法2：〔增加冗余項(xiàng)〔消去1個(gè)冗余項(xiàng)〔再消去1個(gè)冗余項(xiàng)由上例可知,邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)結(jié)果不是唯一的。四、邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)〔一最小項(xiàng)的定義與性質(zhì)〔二邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式任何一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式都可以轉(zhuǎn)換為一組最小項(xiàng)之和,稱為最小項(xiàng)表達(dá)式。[例1]將以下邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式：解：[例2]將下列邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式：解：=m7+m6+m3+m5=∑m〔3,5,6,7〔三卡諾圖1．相鄰最小項(xiàng)如果兩個(gè)最小項(xiàng)中只有一個(gè)變量互為反變量,其余變量均相同,則稱這兩個(gè)最小項(xiàng)為邏輯相鄰,簡(jiǎn)稱相鄰項(xiàng)。例如,最小項(xiàng)ABC和就是相鄰最小項(xiàng)。如果兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)出現(xiàn)在同一個(gè)邏輯函數(shù)中,可以合并為一項(xiàng),同時(shí)消去互為反變量的那個(gè)量。如2.卡諾圖最小項(xiàng)的定義:

n個(gè)變量的邏輯函數(shù)中,包含全部變量的乘積項(xiàng)稱為最小項(xiàng)。n變量邏輯函數(shù)的全部最小項(xiàng)共有2n個(gè)。用小方格來表示最小項(xiàng),一個(gè)小方格代表一個(gè)最小項(xiàng),然后將這些最小項(xiàng)按照相鄰性排列起來。即用小方格幾何位置上的相鄰性來表示最小項(xiàng)邏輯上的相鄰性。3．卡諾圖的結(jié)構(gòu)〔1二變量卡諾圖〔2三變量卡諾圖〔3四變量卡諾圖仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),卡諾圖具有很強(qiáng)的相鄰性：〔1直觀相鄰性,只要小方格在幾何位置上相鄰〔不管上下左右,它代表的最小項(xiàng)在邏輯上一定是相鄰的?！?對(duì)邊相鄰性,即與中心軸對(duì)稱的左右兩邊和上下兩邊的小方格具有相鄰性?！菜挠每ㄖZ圖表示邏輯函數(shù)1．從真值表到卡諾圖[例3]某邏輯函數(shù)的真值表如表<2>所示,用卡諾圖表示該邏輯函數(shù)。解：該函數(shù)為三變量,先畫出三變量卡諾圖,然后根據(jù)真值表將8個(gè)最小項(xiàng)L的取值0或者1填入卡諾圖中對(duì)應(yīng)的8個(gè)小方格中即可。2．從邏輯表達(dá)式到卡諾圖〔1如果表達(dá)式為最小項(xiàng)表達(dá)式,則可直接填入卡諾圖。[例4]用卡諾圖表示邏輯函數(shù):解：〔1寫成簡(jiǎn)化形式：然后填入卡諾圖：〔2如表達(dá)式不是最小項(xiàng)表達(dá)式,但是"與—或表達(dá)式",可將其先化成最小項(xiàng)表達(dá)式,再填入卡諾圖。也可直接填入。<五>邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法1．卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的原理:〔12個(gè)相鄰的最小項(xiàng)結(jié)合,可以消去1個(gè)取值不同的變量而合并為l項(xiàng)?！?4個(gè)相鄰的最小項(xiàng)結(jié)合,可以消去2個(gè)取值不同的變量而合并為l項(xiàng)?！?8個(gè)相鄰的最小項(xiàng)結(jié)合,可以消去3個(gè)取值不同的變量而合并為l項(xiàng)。總之,2n個(gè)相鄰的最小項(xiàng)結(jié)合,可以消去n個(gè)取值不同的變量而合并為l項(xiàng)。2．用卡諾圖合并最小項(xiàng)的原則〔畫圈的原則〔1盡量畫大圈,但每個(gè)圈內(nèi)只能含有2n〔n=0,1,2,3……個(gè)相鄰項(xiàng)。要特別注意對(duì)邊相鄰性和四角相鄰性?！?圈的個(gè)數(shù)盡量少?！?卡諾圖中所有取值為1的方格均要被圈過,即不能漏下取值為1的最小項(xiàng)。〔4在新畫的包圍圈中至少要含有1個(gè)末被圈過的1方格,否則該包圍圈是多余的。3．用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的步驟：〔1畫出邏輯函數(shù)的卡諾圖?！?合并相鄰的最小項(xiàng),即根據(jù)前述原則畫圈。〔3寫出化簡(jiǎn)后的表達(dá)式。每一個(gè)圈寫一個(gè)最簡(jiǎn)與項(xiàng),規(guī)則是,取值為l的變量用原變量表示,取值為0的變量用反變量表示,將這些變量相與。然后將所有與項(xiàng)進(jìn)行邏輯加,即得最簡(jiǎn)與—或表達(dá)式[例6]用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：L〔A,B,C,D=∑m〔0,2,3,4,6,7,10,11,13,14,15

解：〔1由表達(dá)式畫出卡諾圖。〔2畫包圍圈,合并最小項(xiàng),得簡(jiǎn)化的與—或表達(dá)式:[例4.7]用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：解：〔1由表達(dá)式畫出卡諾圖?！?畫包圍圈合并最小項(xiàng),得簡(jiǎn)化的與—或表達(dá)式:注意：圖中的虛線圈是多余的,應(yīng)去掉。[例8]某邏輯函數(shù)的真值表如表3所示,用卡諾圖化簡(jiǎn)該邏輯函數(shù)。解：〔1由真值表畫出卡諾圖?！?畫包圍圈合并最小項(xiàng)。有兩種畫圈的方法：圖〔a所示圈法：寫出表達(dá)式：圖〔b所示圈法：寫出表達(dá)式：通過這個(gè)例子可以看出,一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表是唯一的,卡諾圖也是唯一的,但化簡(jiǎn)結(jié)果有時(shí)不是唯一的。4．卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的另一種方法——圈0法[例9]已知邏輯函數(shù)的卡諾圖如圖所示,分別用"圈1法"和"圈0法"寫出其最簡(jiǎn)與—或式。解：〔1用圈1法畫包圍圈,得：〔2用圈0法畫包圍圈,得：<六>具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1．無關(guān)項(xiàng)——在有些邏輯函數(shù)中,輸入變量的某些取值組合不會(huì)出現(xiàn),或者一旦出現(xiàn),邏輯值可以是任意的。這樣的取值組合所對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)稱為無關(guān)項(xiàng)、任意項(xiàng)或約束項(xiàng)。[例10]在十字路口有紅綠黃三色交通信號(hào)燈,規(guī)定紅燈亮停,綠燈亮行,黃燈亮等一等,試分析車行與三色信號(hào)燈之間邏輯關(guān)系。解：設(shè)紅、綠、黃燈分別用A、B、C表示,且燈亮為1,燈滅為0。車用L表示,車行L=1,車停L=0。列出該函數(shù)的真值。顯而易見,在這個(gè)函數(shù)中,有5個(gè)最小項(xiàng)為無關(guān)項(xiàng)。帶有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式為：L=∑m〔+∑d〔如本例函數(shù)可寫成：L=∑m〔2+∑d〔0,3,5,6,72．具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)時(shí),要充分利用無關(guān)項(xiàng)可以當(dāng)0也可以當(dāng)1的特點(diǎn),盡量擴(kuò)大卡諾圈,使邏輯函數(shù)更簡(jiǎn)。如在[例10]中不考慮無關(guān)項(xiàng)時(shí),表達(dá)式為：考慮無關(guān)項(xiàng)時(shí),表達(dá)式為:注意:在考慮無關(guān)項(xiàng)時(shí),哪些無關(guān)項(xiàng)當(dāng)作1,哪些無關(guān)項(xiàng)當(dāng)作0,要以盡量擴(kuò)大卡諾圈、減少圈的個(gè)數(shù),使邏輯函數(shù)更簡(jiǎn)為原則。作業(yè)：P32題2.5第3章緒論3.1概述學(xué)習(xí)目標(biāo)：TTL與非門的工作原理；其它TTL門〔反相器、或非門、OC門、三態(tài)門的工作原理及TTL門的改進(jìn)系列；OC門的上拉電阻的計(jì)算；TG傳輸門的基本工作原理。教學(xué)重點(diǎn)：TTL與非門的工作原理課時(shí)分配：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：一、二極管與門和或門電路1．與門電路2．或門電路二、三極管非門電路二極管與門和或門電路的缺點(diǎn)：〔1在多個(gè)門串接使用時(shí),會(huì)出現(xiàn)低電平偏離標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的情況?！?負(fù)載能力差解決辦法：將二極管與門〔或門電路和三極管非門電路組合起來。三、DTL與非門電路工作原理：〔1當(dāng)A、B、C全接為高電平5V時(shí),二極管D1～D3都截止,而D4、D5和T導(dǎo)通,且T為飽和導(dǎo)通,VL=0.3V,即輸出低電平?！?A、B、C中只要有一個(gè)為低電平0.3V時(shí),則VP≈1V,從而使D4、D5和T都截止,VL=VCC=5V,即輸出高電平。所以該電路滿足與非邏輯關(guān)系,即：一、TTL與非門的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1．TTL與非門的基本結(jié)構(gòu)OC門主要有以下幾方面的應(yīng)用〔1實(shí)現(xiàn)線與。電路如右圖所示,邏輯關(guān)系為:〔2實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。如圖示,可使輸出高電平變?yōu)?0V?！?用做驅(qū)動(dòng)器。如圖是用來驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路。OC門進(jìn)行線與時(shí),外接上拉電阻RP的選擇：〔1當(dāng)輸出高電平時(shí),RP不能太大。RP為最大值時(shí)要保證輸出電壓為VOH〔min,由得：〔2當(dāng)輸出低電平時(shí),RP不能太小。RP為最小值時(shí)要保證輸出電壓為VOL〔max,由得：所以：RP〔min＜RP＜RP〔max5．三態(tài)輸出門〔1三態(tài)輸出門的結(jié)構(gòu)及工作原理。當(dāng)EN=0時(shí),G輸出為1,D1截止,相當(dāng)于一個(gè)正常的二輸入端與非門,稱為正常工作狀態(tài)。當(dāng)EN=1時(shí),G輸出為0,T4、T3都截止。這時(shí)從輸出端L看進(jìn)去,呈現(xiàn)高阻,稱為高阻態(tài),或禁止態(tài)?！病瞐組成單向總線〔2三態(tài)門的應(yīng)用三態(tài)門在計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用?！瞐組成單向總線,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分時(shí)單向傳送.〔b組成雙向總線,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分時(shí)雙向傳送。七、TTL集成邏輯門電路系列簡(jiǎn)介1．74系列——為TTL集成電路的早期產(chǎn)品,屬中速TTL器件。2．74L系列——為低功耗TTL系列,又稱LTTL系列。3．74H系列——為高速TTL系列。4．74S系列——為肖特基TTL系列,進(jìn)一步提高了速度。如圖示。5．74LS系列——為低功耗肖特基系列。6．74AS系列——為先進(jìn)肖特基系列,它是74S系列的后繼產(chǎn)品。7．74ALS系列——為先進(jìn)低功耗肖特基系列,是74LS系列的后繼產(chǎn)品。4．CMOS傳輸門工作原理：〔設(shè)兩管的開啟電壓VTN=|VTP|〔1當(dāng)C接高電平VDD,接低電平0V時(shí),若Vi在0V～VDD的范圍變化,至少有一管導(dǎo)通,相當(dāng)于一閉合開關(guān),將輸入傳到輸出,即Vo=Vi?！?當(dāng)C接低電平0V,接高電平VDD,Vi在0V～VDD的范圍變化時(shí),TN和TP都截止,輸出呈高阻狀態(tài),相當(dāng)于開關(guān)斷開。作業(yè)：P62題3.4、題3.5、題3.6、題3.7第4章緒論4.1概述4.2組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解組合邏輯電路的特點(diǎn)；掌握組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)。課時(shí)分配：4學(xué)時(shí)一．組合邏輯電路的特點(diǎn)電路任一時(shí)刻的輸出狀態(tài)只決定于該時(shí)刻各輸入狀態(tài)的組合,而與電路的原狀態(tài)無關(guān)。組合電路就是由門電路組合而成,電路中沒有記憶單元,沒有反饋通路。每一個(gè)輸出變量是全部或部分輸入變量的函數(shù)：L1=f1〔A1、A2、…、AiL2=f2〔A1、A2、…、Ai……Lj=fj〔A1、A2、…、Ai二、組合邏輯電路的分析方法分析過程一般包含4個(gè)步驟：[例1]：組合電路如圖所示,分析該電路的邏輯功能。解：〔1由邏輯圖逐級(jí)寫出邏輯表達(dá)式。為了寫表達(dá)式方便,借助中間變量P?！?化簡(jiǎn)與變換：〔3由表達(dá)式列出真值表。〔4分析邏輯功能：當(dāng)A、B、C三個(gè)變量不一致時(shí),電路輸出為"1",所以這個(gè)電路稱為"不一致電路"。[例2]：組合電路如圖,試分析其邏輯功能。解：〔1由邏輯圖寫出邏輯表達(dá)式<2>變換?！?列真值表：

〔4分析邏輯可能：由表可知,若輸入兩個(gè)或兩個(gè)以上的1〔或0,輸出Y為1〔或0,此電路在實(shí)際應(yīng)用中可作為三人表決電路。[例3]：組合電路如圖,試分析其邏輯功能。解：<1>由邏輯圖寫出邏輯表達(dá)式〔2變換與化簡(jiǎn)：〔3列真值表〔4電路的邏輯功能：電路的輸出Y只與輸入A、B有關(guān),而與輸入C無關(guān)。Y和A、B的邏輯關(guān)系為：A、B中只要一個(gè)為0,Y=1；A、B全為1時(shí),Y=0。所以Y和A、B的邏輯關(guān)系為與非運(yùn)算的關(guān)系。三.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)過程的基本步驟：[例1]在舉重比賽中,有兩名副裁判,一名主裁判。當(dāng)兩名以上裁判〔必須包括主裁判在內(nèi)認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員上舉杠鈴合格,按動(dòng)電鈕,裁決合格信號(hào)燈亮,試用與非門設(shè)計(jì)該電路。解：設(shè)主裁判為變量A,副裁判分別為B和C；按電鈕為1,不按為0。表示成功與否的燈為Y,合格為1,否則為0?！?根據(jù)邏輯要求列出真值表?！?由真值表寫出表達(dá)式：ABC0100011110111<3>化簡(jiǎn)：Y=AB+AC〔4畫出邏輯電路圖：<略>[例2]：設(shè)計(jì)一個(gè)樓上、樓下開關(guān)的控制邏輯電路來控制樓梯上的路燈,使之在上樓前,用樓下開關(guān)打開電燈,上樓后,用樓上開關(guān)關(guān)滅電燈；或者在下樓前,用樓上開關(guān)打開電燈,下樓后,用樓下開關(guān)關(guān)滅電燈。解：設(shè)樓上開關(guān)為A,樓下開關(guān)為B,燈泡為Y。并設(shè)A、B閉合時(shí)為1,斷開時(shí)為0；燈亮?xí)rY為1,燈滅時(shí)Y為0?！?根據(jù)邏輯要求列出真值表。<2>由真值表寫邏輯表達(dá)式：〔3變換：用與非門實(shí)現(xiàn)圖〔a用異或門實(shí)現(xiàn) 圖<b>〔3邏輯表達(dá)式為：===<4>由邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖。AABYYY≥111&&1位數(shù)值比較器的邏輯邏輯圖作業(yè)：P103題4.1、題4.24.3加法器和數(shù)值比較器學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握加法器的工作原理及應(yīng)用；了解數(shù)值比較器的工作原理及應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：加法器的工作原理及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：加法器的工作原理及應(yīng)用課時(shí)分配：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：〔一加法器的基本概念及工作原理加法器——實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算1．半加器——只能進(jìn)行本位加數(shù)、被加數(shù)的加法運(yùn)算而不考慮低位進(jìn)位。列出半加器的真值表：由真值表直接寫出表達(dá)式:畫出邏輯電路圖。如果想用與非門組成半加器,則將上式用代數(shù)法變換成與非形式：由此畫出用與非門組成的半加器和邏輯符號(hào)2．全加器——能同時(shí)進(jìn)行本位數(shù)和相鄰低位的進(jìn)位信號(hào)的加法運(yùn)算和分別是被加數(shù)和加數(shù),為相鄰低位的進(jìn)位,為本位的和,為本位的進(jìn)位。全加器的真值表如下表由真值表直接寫出邏輯表達(dá)式,再經(jīng)代數(shù)法化簡(jiǎn)和轉(zhuǎn)換得：根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出全加器的邏輯電路圖：邏輯符號(hào)〔二多位數(shù)加法器1、4位串行進(jìn)位加法器由圖可以看出多位加法器是將低位全加器的進(jìn)位輸出CO接到高位的進(jìn)位輸入CI.因此,任一位的加法運(yùn)算必須在低一位的運(yùn)算完成之后才能進(jìn)行,這種方式稱為串行進(jìn)位。這種加法器的邏輯電路比較簡(jiǎn)單,但它的運(yùn)算速度不高。為此,可采用超前進(jìn)位的加法器,使每位的進(jìn)位只由加數(shù)和被加數(shù)決定,而與低位的進(jìn)位無關(guān)。五、數(shù)值比較器〔一數(shù)值比較器的基本概念及工作原理功能：能對(duì)兩個(gè)相同位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較的邏輯電路。1．1位數(shù)值比較器2.二位比較器在比較兩個(gè)多位數(shù)的大小時(shí),自高向低地逐位比較,只能在高位相等時(shí),才需要比較低位。作業(yè)：P101題4.3、題4.44.4編碼器學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解編碼的概念；理解常用編碼器的類型、邏輯功能和使用方法。教學(xué)重點(diǎn)：非二進(jìn)制編碼器〔以二－十進(jìn)制編碼器為例教學(xué)難點(diǎn)：非二進(jìn)制編碼器〔以二－十進(jìn)制編碼器為例工作原理課時(shí)分配：2學(xué)時(shí)教學(xué)過程：一、二進(jìn)制編碼器：編碼——將特定含義的輸入信號(hào)〔文字、數(shù)字、符號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼的過程.能夠?qū)崿F(xiàn)編碼功能的數(shù)字電路稱為編碼器。一般而言,N個(gè)不同的信號(hào),至少需要n位二進(jìn)制數(shù)編碼。N和n之間滿足下列關(guān)系:2n≥N〔一二進(jìn)制編碼器：常見的編碼器有8線-3線〔有8個(gè)輸入端,3個(gè)輸出端,16線—4線〔16個(gè)輸入端,4個(gè)輸出端等等。[例1]：設(shè)計(jì)一個(gè)8線-3線的編碼器解：〔1確定輸入輸出變量個(gè)數(shù):由題意知輸入為I0～.I88個(gè),輸出為A1、A2、A3?！?編碼表見下表：〔輸入為高電平有效<3>由真值表寫出各輸出的邏輯表達(dá)式為：用門電路實(shí)現(xiàn)邏輯電路：〔二非二進(jìn)制編碼器〔以二－十進(jìn)制編碼器為例二-十進(jìn)制編碼器是指用四位二進(jìn)制代碼表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼電路〔輸入10個(gè)互斥的數(shù)碼,輸出4位二進(jìn)制代碼BCD碼：常用的幾種BCD碼：8421碼、5421碼、2421碼、余三碼。2．10線－4線編碼器[例2]：設(shè)計(jì)一個(gè)8421BCD碼編碼器解：輸入信號(hào)I0～I(xiàn)9代表0～9共10個(gè)十進(jìn)制信號(hào),輸出信號(hào)為Y0～Y3相應(yīng)二進(jìn)制代碼.列編碼表邏輯表達(dá)式畫邏輯圖〔三優(yōu)先編碼器：是指當(dāng)多個(gè)輸入同時(shí)有信號(hào)時(shí),電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的信號(hào)進(jìn)行編碼。[例3]室有三種,按由高到低優(yōu)先級(jí)排序依次是火警,急救,工作,要求編碼依次為00、01、10。試設(shè)計(jì)編碼控制電路。解：〔１根據(jù)題意知,同一時(shí)間室只能處理一部,假如用A、B、C分別代表火警、急救、工作三種,設(shè)鈴響用1表示,鈴沒響用0表示。當(dāng)優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)有效時(shí),低級(jí)別的則不起作用,這時(shí)用×表示；用Y1,Y2表示輸出編碼?！玻擦姓嬷当?真值表如表３所示。表3例3的真值表000001101××01×001Y1Y2ABC輸出輸入〔３寫邏輯表達(dá)式〔４畫優(yōu)先編碼器邏輯圖如圖3所示。圖3例3的優(yōu)先編碼邏輯圖圖474LS148優(yōu)先編碼器〔a符號(hào)圖；<b>管腳圖在優(yōu)先編碼器中優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的,即具有單方面排斥的特性。常見的集成3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器74LS148的符號(hào)和管腳圖如圖4：圖中,～為輸入信號(hào)端,是使能輸入端,～是三個(gè)輸出端,和是用于擴(kuò)展功能的輸出端。74LS148的功能如表4所示。表4優(yōu)先編碼器74LS148的功能表輸入使能端輸入輸出擴(kuò)展使能輸出1××××××××111110111111111111000×××××××00001010××××××001010110×××××0100101110××××01101011110×××100010111110××1010101111110×1100101111111011101在表4中,輸入I0～I(xiàn)7低電平有效,I7為最高優(yōu)先級(jí),I0為最低優(yōu)先級(jí)。即只要=0,不管其他輸入端是0還是1,輸出只對(duì)I7編碼,且對(duì)應(yīng)的輸出為反碼有效,=000。為使能輸入端,只有=0時(shí)編碼器工作,=1時(shí)編碼器不工作。為使能輸出端。當(dāng)=0允許工作時(shí),如果～端有信號(hào)輸入,=1;若～端無信號(hào)輸入時(shí),=0。擴(kuò)展輸出端,當(dāng)=0時(shí),只要有編碼信號(hào),就是低電平。優(yōu)先編碼器74LS148的應(yīng)用：74LS148編碼器的應(yīng)用是非常廣泛的。例如,常用計(jì)算機(jī)鍵盤,其內(nèi)部就是一個(gè)字符編碼器。它將鍵盤上的大、小寫英文字母和數(shù)字及符號(hào)還包括一些功能鍵〔回車、空格等編成一系列的七位二進(jìn)制數(shù)碼,送到計(jì)算機(jī)的中央處理單元CPU,然后再進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、輸出到顯示器或打印機(jī)上。還可以用74LS148編碼器監(jiān)控爐罐的溫度,若其中任何一個(gè)爐溫超過標(biāo)準(zhǔn)溫度或低于標(biāo)準(zhǔn)溫度,則檢測(cè)傳感器輸出一個(gè)0電平到74LS148編碼器的輸入端,編碼器編碼后輸出三位二進(jìn)制代碼到微處理器進(jìn)行控制。作業(yè)：P102題4.5、題4.64.4編碼器學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解譯碼的概念；掌握二進(jìn)制譯碼器CT74LS138的邏輯功能和使用方法；理解其他常用譯碼器的邏輯功能和使用方法；掌握用二進(jìn)制譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路的方法。教學(xué)重點(diǎn)：掌握二進(jìn)制譯碼器CT74LS138的邏輯功能和使用方法教學(xué)難點(diǎn)：掌握二進(jìn)制譯碼器CT74LS138的邏輯功能和使用方法課時(shí)分配：6學(xué)時(shí)教學(xué)過程：〔一譯碼器的基本概念及工作原理譯碼：編碼的逆過程,即將輸入代碼"翻譯"成特定的輸出信號(hào)譯碼器：實(shí)現(xiàn)譯碼功能的數(shù)字電路。分類:變量譯碼器和顯示譯碼器?！捕兞孔g碼器－譯出輸入變量的狀態(tài)1．二進(jìn)制譯碼器：輸入端為n個(gè),則輸出端為2n個(gè),且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài),2n個(gè)輸出中只有一個(gè)為1〔或?yàn)?,其余全為0〔或?yàn)?。常見的二進(jìn)制譯碼器有：2線—4線譯碼器、3線—8線譯碼器、4線—16線譯碼器[例]：用與非門設(shè)計(jì)3線—8線譯碼器解：〔1列出譯碼表：〔2寫出各輸出函數(shù)表達(dá)式：<3>畫出邏輯電路圖：2、集成譯碼器〔1.集成二進(jìn)制譯碼器74LS138A2、A1、A0為二進(jìn)制譯碼輸入端,～為譯碼輸出端〔低電平有效,G1、、為使能輸入端。當(dāng)G1＝1、＝＝0時(shí),譯碼器處于工作狀態(tài)；否則,譯碼器處于禁止?fàn)顟B(tài)。其功能表如下：其中3、譯碼器的應(yīng)用1G1G0A74LS138G2B12AGAY1YYY2YYY73Y4560ABC100Y圖1例1邏輯圖&由于譯碼器的每個(gè)輸出端分別與一個(gè)最小項(xiàng)相對(duì)應(yīng),因此輔以適當(dāng)?shù)拈T電路,便可實(shí)現(xiàn)任何組合邏輯函數(shù)。[例1]試用譯碼器和門電路實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)解：〔1將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式,再轉(zhuǎn)換成與非—與非形式。=m3+m5+m6+m7=該函數(shù)有三個(gè)變量,所以選用3線—8線譯碼器74LS138。用一片74L