数字电子技术教案——第三章 组合逻辑电路(39—76页)
使Y中的A1=A、A0=B,D0=0、D1=C、D2=C、D3=1,即可用选择器实现逻辑函数F。如图:
数据选择器实现逻辑函数-1
注意:变换函数逻辑式时,固定前几个变量(与地址信号相对应的变量)、仅处理最后一变量(前几变量相同而最后一变量不同者必须合并)。具体如下(以三变量函数为例):
为了与选择器表达式Y式比较,函数式F应化为与Y式对应的形式:
ABX0?ABX1?ABX2?ABX3
其中Xi为0或1或C或C。一般均可做到,必要时可变换变量顺序。
逻辑函数式F中逻辑变量排列顺序不同,选择器表达式Y的形式也不同,从而逻辑图不同,但实质都是一样的。 (2)图形法
先画出F含变量的卡诺图,再画出选择器输出信号的卡诺图,然后比较得到结果。 先将函数F化为标准与或式:F?ABC?ABC?ABC?ABC
C 1 1 0 1 卡诺图方格中填 C C 1 将最后一个变量单独列出,按照下表得到函数含变量C的F卡诺图:
A B 0 1 1 0 1 1 1 1 注:列变量表格进而做卡诺图时,固定前几个变量(与地址信号相对应的变量)、仅处理最后一变量(前几变量相同而最后一变量不同者必须合并)。
卡诺图中方格中填“1”的情况:表中前几变量(如AB)相同的两行(如AB取值均为11,或均为其他)、最后一变量(如C)取值相反,则该两行合并为1(因为C?C?1)。
按照下表得到函数含变量Di的Y卡诺图:
A1 A0 0 0 0 1 1 0 1 1
Di D0 D1 D2 D3 64
卡诺图方格中填 D0 D1 D2 D3 数字电子技术教案——第三章 组合逻辑电路(39—76页)
按照两表作出对应的两个卡诺图:
比较得到:
A1=A,A0=B,D0=0、D1=C、D2=C、D3=1,即可用选择器实现逻辑函数F。逻辑图如上。 注意:含C卡诺图中无AB为00项(原函数F本身所决定的),则该卡诺图中相应方格填0,含Di卡诺图中对应的Di也为0。
注:作比较器含D卡诺图时,可不必列表。 例2:用数据选择器实现4位二进制数检偶电路。
属4变量函数,故利用3个地址变量的8选1选择器。 公式法: 真值表
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 由真值表得逻辑式
Z 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 Z?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD
与选择器表达式比较:
Y?A2A1A0D0?A2A1A0D1?A2A1A0D2?A2A1A0D3?A2A1A0D4?A2A1A0D5?A2A1A0D6?A2A1A0D7D3
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数字电子技术教案——第三章 组合逻辑电路(39—76页)
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使Y中的A2=A、A1=B、A0=C,D1=D2= D4=D7=D、D0= D3= D5=D6=D,S=0, 即可用选择器74LS151实现逻辑函数F。逻辑图为:
数据选择器实现逻辑函数-2
图形法:
函数Z含变量D取值表(真值表中Z=1的项)
A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 按照此表得到函数含变量D的Z卡诺图:
D 0 1 1 0 1 0 0 1 卡诺图方格中填 —D D D —D D —D —D D
与含变量Di的Y卡诺图比较:
—
使Y中的A2=A、A1=B、A0=C,D1=D2= D4=D7=D、D0= D3= D5=D6=D,即可得到逻辑图。 例3:用数据选择器实现函数
Z(A,B,C,D)=Σm(3,4,5,6,7,8,9,10,12,14)
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数字电子技术教案——第三章 组合逻辑电路(39—76页)
此类问题采用图形法处理较为简单。
函数Z含变量D含变过量取值表(真值表中Z=1的项)及选择器取值表如下:
A B C 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 与含变量D的Z卡诺图比较:
D 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 方格中填 D 1 1 1 —D —D D
—
通过比较,使Y中的A2=A、A1=B、A0=C,D0=0、D1=D、D2= D3=D4=1、D5= D6=D7=D,即可得到逻辑图(略)。
[第22学时]
二.用二进制译码器构成逻辑函数
1.二进制译码器特点
在二进制译码器中,n个输入量Ap与2n个输出量Yk之间的关系:Yi=mi ,即每个输出均为输入量的一个最小项。集成二进制译码器则存在着 起,即构成某一逻辑函数。
利用集成二进制译码器构成的逻辑函数时,将地址变量视为逻辑变量,将译码器的输出适当组合,即可实现逻辑函数。
所实现的逻辑函数一般为与非形式。
Yi?mi。将若干个最小项或反最小项组合在一
2.逻辑函数的标准与非表达式
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将先将逻辑函数化为标准与或形式,再化为与非形式,利用基本门将译码器的对应的若干个输出组合(如与非)即可。
应用举例
例4:用集成译码器设计全加器。
写出全加器真值表,得到如下表达式:
Si?AiBiCi?1?AiBiCi?1?AiBiCi?1?AiBiCi?1?m1?m2?m4?m7?m1?m2?m4?m7 Ci?AiBiCi?1?AiBiCi?1?AiBiCi?1?AiBiCi?1?m3?m5?m6?m7?m3?m5?m6?m7
选用集成3线—8线译码器74LS138,并且使A2=A、A1=B、A0=Ci-1,
Si?Y1?Y2?Y4?Y7逻辑图如下:
Ci?Y3?Y5?Y6?Y7
译码器实现逻辑函数
例5:用集成译码器实现3输出逻辑函数:
Z1?AB?AB?BC Z2?AB?BC?AC Z3?AB?BC?AC
写成最小项形式:
Z1?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?m0?m1?m5?m6?m7?m0?m1?m5?m6?m7Z2?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC
?m1?m2?m3?m4?m5?m6?m1?m2?m3?m4?m5m6Z3?ABC?ABC?ABC?ABC?m3?m5?m6?m7?m3?m5?m6?m7
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