《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件12學(xué)習(xí)情境4.3~4.4

學(xué)習(xí)情境4組合邏輯電路設(shè)計(jì)與分析半加器當(dāng)兩個(gè)數(shù)做加法運(yùn)算時(shí)只考慮兩個(gè)加數(shù)本身，而不考慮由低位來的進(jìn)位，這樣的加法器稱為半加器。若設(shè)被加數(shù)為A加數(shù)為B，和數(shù)為S，向高位的進(jìn)位數(shù)為C，那么半加器的真值表如表4.5所示。表兩個(gè)1位二進(jìn)制的加法由真值表可得S=AB+ABC=AB被加數(shù)A加數(shù)B和數(shù)S進(jìn)位數(shù)C00000110101011014.3.1半加器4.3.1半加器用異或門和與門組成的半加器電路及其符號(hào)圖如圖：（a）異或門和與門組成的電路

（b）半加器的符號(hào)4.3.2數(shù)值比較器在數(shù)字系統(tǒng)中，常常要比較兩個(gè)數(shù)的大小，數(shù)值比較器就是對(duì)兩數(shù)A、B進(jìn)行比較，以判斷其大小的邏輯電路。比較結(jié)果有A>B、A<B、A=B三種情況。表是最簡單的1位數(shù)值比較器的真值表。

輸入

輸出000010101010100110014.3.2數(shù)值比較器一位數(shù)值比較器的邏輯電路圖如圖所示對(duì)于多位的情況來說，一般是先比較高位，當(dāng)高位不等時(shí)，兩個(gè)數(shù)的比較結(jié)果就是高位的比較結(jié)果；當(dāng)高位相等時(shí)，兩數(shù)的比較結(jié)果由低位決定。4.4.1編碼器生活中常用十進(jìn)制數(shù)及文字、符號(hào)等表示事物。數(shù)字電路只能以二進(jìn)制信號(hào)工作。

編碼:用二進(jìn)制代碼表示文字、符號(hào)或者數(shù)碼等特定對(duì)象的過程。

實(shí)現(xiàn)編碼的邏輯電路，稱為編碼器。

編碼器

譯碼器

4.4.1編碼器編碼：為了區(qū)分一系列不同的事物，將其中的每個(gè)事物用二值代碼表示。編碼器：由于在二值邏輯電路中，信號(hào)是以高低電平給出的，故編碼器就是把輸入的每一個(gè)高低電平信號(hào)變成一個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼。編碼器分為普通編碼器和優(yōu)先權(quán)編碼器。根據(jù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制編碼器和二－十進(jìn)制編碼器

對(duì)M個(gè)信號(hào)編碼時(shí)，應(yīng)如何確定位數(shù)N？

例：對(duì)101鍵盤編碼時(shí)，采用幾位二進(jìn)制代碼？

采用了7位二進(jìn)制代碼ASCⅡ碼:27＝128＞101。編碼原則：N位二進(jìn)制代碼可以表示2N個(gè)信號(hào)，則對(duì)M個(gè)信號(hào)編碼時(shí)，應(yīng)由2N≥M>2N-1來確定位數(shù)N。4.4.1編碼器4.4.1編碼器

輸入輸出10000000000010000000010010000001000010000011000010001000000010010100000010110000000011114.4.1編碼器

8線-3線編碼器框圖4.4.1編碼器8線-3線門電路編碼器4.4.1編碼器（2）二－十進(jìn)制編碼器二－十進(jìn)制編碼器是指用4位二進(jìn)制代碼表示一位十進(jìn)制數(shù)（0～9）的編碼電路，也稱10

線-4線編碼器,它有10個(gè)信號(hào)輸入端，4個(gè)輸出端，如圖所示。二-十進(jìn)制編碼器框圖4.4.1編碼器最常用的是8421編碼方式，在4位二進(jìn)制代碼的16種狀態(tài)中取出前10種狀態(tài)0000～1001表示0～9十個(gè)數(shù)碼，后6種狀態(tài)1010～1111去掉，其真值表如表所示。當(dāng)編碼器某一輸入信號(hào)為1而其他輸入信號(hào)為0時(shí)，則有一組對(duì)應(yīng)的數(shù)碼輸出。如I7=1時(shí)，Y3Y2Y1Y0=0111。由表可知，編碼器在任何時(shí)刻只能對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)編碼，不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號(hào)同時(shí)請(qǐng)求編碼，這就是說，10個(gè)輸入端信號(hào)是相互排斥的。輸入輸出00000000010000000000001000010000000100001000000010000011000001000001000000100000010100010000000110001000000001110100000000100010000000001001二－十進(jìn)制編碼器真值表4.4.1編碼器二－十進(jìn)制編碼器與非表達(dá)式的邏輯電路4.4.2譯碼器

譯碼：編碼的逆過程，將編碼時(shí)賦予代碼的特定含義“翻譯”出來。

譯碼器：實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路。

常用的譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器等。二進(jìn)制代碼原來信息編碼對(duì)象編碼譯碼4.4.2譯碼器集成譯碼器（Decoder）

二進(jìn)制譯碼器二-十進(jìn)制譯碼器顯示譯碼器4.4.2譯碼器1.二進(jìn)制譯碼器

三位二進(jìn)制譯碼器的方框圖

輸入是三位二進(jìn)制代碼、有八種狀態(tài)，八個(gè)輸出端分別對(duì)應(yīng)其中一種輸入狀態(tài)。因此，又把三位二進(jìn)制譯碼器稱為3線—8線譯碼器。4.4.2譯碼器輸入輸出1××111100001110011011010110101111102線-4線譯碼器真值表如表所示

4.4.2譯碼器畫出邏輯電路圖如圖2線-4線譯碼器4.4.2譯碼器2.二－十進(jìn)制譯碼器將4位二進(jìn)制代碼翻譯成1位十進(jìn)制數(shù)字的電路，就是二－十進(jìn)制譯碼器，又稱4線－10線譯碼器，常用的集成電路型號(hào)為74LS42，如圖所示。4.4.2譯碼器74LS42譯碼器真值表

十進(jìn)制數(shù)輸入輸出000000111111111100011011111111200101101111111300111110111111401001111011111501011111101111601101111110111701111111111011810001111111101910011111111110無效碼1010111111111110111111111111110011111111111101111111111111101111111111111111111111114.4.2譯碼器3.顯示譯碼器

數(shù)字顯示電路由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼顯示器件組成，通常譯碼器和驅(qū)動(dòng)器集成在一塊芯片中，簡稱顯示譯碼器。

數(shù)碼顯示器件按發(fā)光物質(zhì)的不同分為半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）顯示器、熒光顯示器、液晶顯示器（LCD）和等離子體顯示板等。4.4.2譯碼器

（1）發(fā)光二極管（LED）及其驅(qū)動(dòng)方式

LED特點(diǎn):直接由門電路驅(qū)動(dòng)

工作電壓低(1.5~3V),

工作電流選在5~10mA（<50mA）;響應(yīng)速度快(≤100ns);

體積小、壽命長、可靠性高、亮度高。cabdefgdpabcdef

gGNDGNDdp共陰極

aR8

b

c

d

e

f

g

dpVccVcc4.4.2譯碼器

七段顯示LED數(shù)碼管(a)外形圖(b)共陰型(c)共陽型公共陰極公共陽極高電平驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管分類：共陰型和共陽型4.4.2譯碼器(2)LCD液晶顯示器

液晶顯示器是一種平板座型顯示器件，其內(nèi)部的液晶材料常溫下既有液體的流動(dòng)性又有固態(tài)晶體的某些光學(xué)特性，利用液晶在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生光的散射或偏光作用原理，便可實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯?示。液晶顯示器的電源電壓低（1.5～5V），且功耗是各類顯示器中最低的，可直接用?CMOS?集成電路驅(qū)動(dòng)。它的制造工藝簡單，體積小而薄，因而廣泛應(yīng)用于各類便攜式儀器儀表?中。4.4.2譯碼器(3)顯示譯碼器電路顯示譯碼器將BCD代碼譯成數(shù)碼管所需要的高低電平，使數(shù)碼管顯示BCD碼所代表的十進(jìn)制數(shù)。顯示譯碼器的常見型號(hào)有74LS48（如圖所示）、CC4511等。4.4.2譯碼器功能輸入輸入/輸出輸出顯示字形abcdefg01

000011111110011

000110110000121

001011101101231

001111111001341

010010110011451

010111011011561

011010011111671

011111110000781