模块二十一组合逻辑电路说课讲解.ppt

电工电子技术基础知识模块二十一组合逻辑电路一、编码器（2）编码器模型表21-1编码器举例74HC148/
74LS148/
74148【例21.1】用两片74148组成16线—4线的优先编码器，逻辑图如图21—3所示，试分析其工作原理。【解】连接：高位片(II)输出使能端EO与低位片(I)输入使能端EI相连；高、低位片的A2A1A0相与，获得低三位输出码，而最高位码为高位片的GS端。
表21-1对逻辑图进行分析，可以得出：
（1）当EI2=1时，EO2=1，从而使EI1=1，这时74148（Ⅰ）（Ⅱ）均禁止编码，它们的输出端A2A1A0都是111。由电路图可知，GS=GS1·GS2=1，表示此时整个电路的代码输出端DCBA=1111是非编码输出（其中1代表高电平、0代表低电平，以下同）。
（2）当EI2=0时，高片位（Ⅱ）允许编码，当若I15～I8都是高电平，即无编码请求，则EO2=0，从而EI1=0，允许低片位（Ⅰ）编码。这时高片位A2A1A0=111，使门C、B、A都打开，C、B、A取决于低片位的A2A1A0，而D=GS2，总是等于1，所以输出代码在1111～1000之间变化。如果I0单独有效，输出为1111；如果I7及任意其他输入同时有效，则输出为1000，低片位以I7的优先级别最高。
（3）当EI2=0且I15～I8中有编码请求（至少一个为低电平）时，EO2=1，从而EI1=1，高片位编码，低片位禁止编码。高片位的编码级别优先于低片位。此时D=GS2=0，C、B、A取决于高片位的A2A1A0，输出代码在0111～0000之间变化同理可知，高片位中I15的优先级别最高。
整个电路实现了16位输入的优先编码，其中I15具有最高的优先级别，优先级别从I15～I0依次递减。二、译码器图21—4译码器示意图
(a)译码器的模型(b)两位二进制代码的译码器
简单的两位二进制代码的译码器，其逻辑图如图21—4（b）所示。该译码器的输入是一组两位二进制代码AB，输出是与代码状态相对应的4个信号Y3Y2Y1Y0。将各种输入信号的取值组合送入译码器，可得到相应的输出信号。两位二进制代码的译码器真值表如表21—2所示。由该表可知，每一组输入代码，对应着一个确定的输出信号。
表21—2二进制译码器的真值表（其中1代表高电平、0代表低电平，以下同）。2．译码器举例74HC48/
74LS48/
7448【例21．2】用74138实现如下逻辑函数。

（注：任意逻辑函数均有唯一的最小项表达式，所以可以用74138实现任意一个三变量函数）。
【解】（1）74138译码器的输出为输入变量的相应最小项之非，故先将逻辑函数式F写成最小项之反的形式。由摩根定理得：【例21．3】译码器的扩展：用两片74138实现4线－16线译码。
【解】：两片连接如图21—6所示。
【例21．4】图21—7所示为由二－十进制编码器74LS147、字符译码器74LS48、共阴极数码管、非门74LS04各一块所构成的编/译码及数码显示实验电路图，试分析其功能。
1.数据分配器的概念
数据分配是将一个数据源来的数据根据需要送到多个不同的通道上去，实现数据分配功能的逻辑电路称为数据分配器。它的作用相当于多个输出的单刀多掷开关。
数据分配器的模型如图21—8所示。
2.数据分配器举例
数据分配器通常用二进制集成译码器实现。1．数据选择器概念
数据选择器是在地址码的控制下，在同一时间内从多路输入信号中选择相应的一路信号输出的电路。数据选择器是一个多输入、单输出的组合电路，它的功能类似于一个多档开关。数据选择器示意图如图21—10所示。2．数据选择器举例④功能表74HC151/
74LS151/
74151【例21．6】数据选择器的扩展。用两片74LS151连接成一个十六选一的数据选择器。
【解】十六选一的数据选择器的地址输入端有四位，最高位A3的输入可以由两片八选一数据选择器的使能端接非门来实现，
低三位地址输入端由两片74LS151的地址输入端相连而成，连接图如图21—11所示。当A3=0时,由表21—4知,低位片74LS151工作,根据地址控制信号A3A2A1A0选择数据D0～D7输出；A3=1时,高位片工作,选择D8～D15进行输出。
思考与练习
21.1编码器的应用。利用74LS148编码器实现微控制器报警编码电路。图21—12所示为利用74LS148编码器监视8个化学罐液面的报警编码电路。若8个化学罐中任何一个的液面超过预定高度时，其液面检测传感器便输出一个0电平到编码器的输入端。编码器输出3位二进制代码到微控制器。此时，微控制器仅需要3根输入线就可以监视8个独立的被测点。试分析其原理。
21.2试画出用4片8线—3线优先编码器74148组成32线—5线优先编码器的接线图（允