1、第三章 組合邏輯電路授課題目：3.1小規(guī)模組合邏輯電路的分析教學(xué)目標(biāo)：1、熟練各種門電路的邏輯功能及描述方法。 2、掌握組合邏輯電路的分析方法。3、小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：組合邏輯分析步驟，小規(guī)模組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法。教學(xué)難點(diǎn)：分析和設(shè)計(jì)的步驟、思路和注意事項(xiàng)。教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并導(dǎo)入新課問題：1、邏輯電路有哪些表示方法？2、如何由真值表寫出函數(shù)表達(dá)式？ 就新課內(nèi)容提出問題1、總結(jié)如何由具體事件分析輸入變量、輸出變量和它們的關(guān)系？2、總結(jié)如何由具體事件分析輸入變量、輸出變量和它們的關(guān)系？3、真值表如何寫出？ 講授新課3.1 小規(guī)模組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)

2、按照邏輯功能的不同特點(diǎn)，可以把數(shù)字電路分成兩大類，一類叫做組合邏輯電路，另一類叫做時序邏輯電路。組合邏輯電路的特點(diǎn)：即刻輸入，即刻輸出。一、組合邏輯電路的分析方法分析步驟如下：第一步：寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式； 第二步：邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡；第三步：列真值表；第四步：分析電路的邏輯功能。注：以上步驟并非一定要遵循，應(yīng)視具體情況而定，可略去其中的某些步驟。舉例1： 分析上圖所示電路的邏輯功能。解 第一步：寫出邏輯表達(dá)式。P= N= Q=F=AB+BC+AC第二步：列出真值表。 真值表A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111第三步：邏輯功

3、能描述。由真值表可見，在輸入三個變量中，只要有兩個以上變量為1，則輸出1，所以該電路是一個三變量多數(shù)表決器。二、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)的一般步驟如下：第一步：分析要求；第二步：列真值表；第三步：寫出邏輯表達(dá)式并化簡；第四步：畫邏輯圖。舉例2：設(shè)計(jì)一個三變量多數(shù)表決電路，用與非門實(shí)現(xiàn)。解：（1）分析命題； （2）根據(jù)題意列出真值表A B CY0 0 000 0 100 1 000 1 111 0 001 0 111 1 011 1 11（3）寫出表在式Y(jié)=BC+AC+AB+ABC（4）化簡YY=AB+BC+AC由于題意指定用與非門，故變換表達(dá)式Y(jié)成與非形式Y(jié)=（5）畫出邏輯電路，（二）在實(shí)

4、驗(yàn)箱搭出上題的邏輯電路，并進(jìn)行邏輯功能測試。 1、2片三輸入三與非門74LS102、連接好電路，并進(jìn)行功能測試，記錄顯示結(jié)果并判斷結(jié)果是否正確。ABCY000001010011100101110111授課題目：3.2組合邏輯中規(guī)模集成電路一、編碼器教學(xué)目標(biāo)：1、理解編碼器的基本原理。2、掌握編碼器的特點(diǎn)和分類。3、掌握編碼器的邏輯功能和使用方法。4、掌握驗(yàn)證集成電路的方法。教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：編碼器的邏輯功能教學(xué)難點(diǎn)：編碼器的應(yīng)用。教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并導(dǎo)入新課問題：n位的二進(jìn)制碼，可以表示多少個信息（或者有多少個組合）？ 就新課內(nèi)容提出問題1、編碼器分為哪兩類？有什么不同？

5、2、編碼器的輸入與輸出的關(guān)系是什么？ 講授新課3.2 組合邏輯中規(guī)模集成電路一、編碼器1、概念編碼：將特定含義的輸入信號（文字、 數(shù)字、 符號）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼的過程。編碼器：實(shí)現(xiàn)編碼操作的數(shù)字電路。2、輸入輸出關(guān)系： 3、分類1）按照輸出代碼種類的不同，分二進(jìn)制編碼器()、非二進(jìn)制編碼器（）。2）按照編碼方式不同，分優(yōu)先編碼器、普通編碼器。（一）普通二進(jìn)制編碼器特點(diǎn)：（1）輸入信號的個數(shù)N與輸出變量的位數(shù)n滿足n。（2）任何時刻只能對其中一個輸入信息進(jìn)行編碼, 即輸入的N個信號是互相排斥的。 討論：請學(xué)生設(shè)計(jì)一個8-3線編碼器（二）優(yōu)先編碼器特點(diǎn)：當(dāng)多個輸入端同時有信號時，電路只對優(yōu)先級別最

6、高的信號進(jìn)行編碼。 舉例3：電話室有三種電話， 按由高到低優(yōu)先級排序依次是火警電話，急救電話，工作電話，要求電話編碼依次為00、01、10。試設(shè)計(jì)電話編碼控制電路。解：（）根據(jù)題意知，同一時間電話室只能處理一部電話，假如用A、B、C分別代表火警、 急救、工作三種電話，設(shè)電話鈴響用1表示，鈴沒響用0表示。當(dāng)優(yōu)先級別高的信號有效時，低級別的則不起作用，這時用×表示；用Y1, Y2表示輸出編碼。（2）列真值表 （3）表達(dá)式 （4）電路圖（三）集成編碼器1、優(yōu)先編碼器 74LS148 （1）利用實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證74LS148邏輯功能是否與教材上的功能表一致。其引腳圖見下圖。（2）實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果如下輸

7、入輸出SI0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0YSYEX1011111111000010011001110011110011111001111110011111112、優(yōu)先編碼器74LS148的擴(kuò)展 用74LS148優(yōu)先編碼器可以多級連接進(jìn)行擴(kuò)展功能，如用兩塊74LS148可以擴(kuò)展成為一個16線4線優(yōu)先編碼器，如下圖所示。 注：擴(kuò)展可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱上自己搭接。授課題目：3.2組合邏輯中規(guī)模集成電路二、譯碼器教學(xué)目標(biāo)：1、理解譯碼器的基本原理。2、掌握譯碼器的擴(kuò)展和應(yīng)用。4、掌握用譯碼器構(gòu)成邏輯函數(shù)的方法3、熟悉74LS138集成塊的使用教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：用譯碼器設(shè)

8、計(jì)組合電路。教學(xué)難點(diǎn)：譯碼器擴(kuò)展。教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并導(dǎo)入新課問題：1、編碼器的邏輯功能是什么？2、編碼器的輸入輸出之間的關(guān)系是什么？3、優(yōu)先編碼器和輸入排斥的編碼器有何不同？ 就新課內(nèi)容提出問題1、譯碼器的輸入輸出關(guān)系如何？2、譯碼器的輸出函數(shù)表達(dá)式有什么特點(diǎn)？ 講授新課3.2 組合邏輯中規(guī)模集成電路二、譯碼器（一）基本概念1、定義譯碼：編碼的逆過程。把每一組輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成原來的特定信息。譯碼器：完成譯碼功能的電路稱為譯碼器。2、輸入輸出關(guān)系：2N M 全譯碼。2N M 部分譯碼。3、分類變量譯碼器：二進(jìn)制譯碼器/非二進(jìn)制譯碼器。顯示譯碼器：熒光、發(fā)光二極管譯碼器、液晶顯示譯碼器；（

9、二）二進(jìn)制譯碼器（以74LS138 為例）1、基礎(chǔ)知識（1）種類：全譯碼器。（2）輸入輸出關(guān)系輸入有3位二進(jìn)制碼，輸出就有8個輸出信號。符合23 8（3）分類：2線4線譯碼器，3線8線譯碼器、4線16線譯碼器等。（4）特點(diǎn)：在全譯碼器中，每個輸出端分別表示輸入信號的一個最小項(xiàng)。從74LS138 功能表得出表達(dá)式：（5）功能測試在實(shí)驗(yàn)箱上測試74LS138邏輯功能是否與功能表一致。2、二進(jìn)制譯碼器應(yīng)用（1）構(gòu)成邏輯函數(shù)。1)原理：a.n變量輸入的二進(jìn)制譯碼器共有2 n個輸出，并且每個輸出代表一個n變量的最小項(xiàng);b.任何函數(shù)總能表示成最小項(xiàng)之和的形式;c.可以實(shí)現(xiàn)任何形式的輸入變量不大于n的組合邏

10、輯函數(shù)。2)步驟:a.每個輸出端對應(yīng)一個最小項(xiàng);b.找出函數(shù)由哪些最小項(xiàng)構(gòu)成。譯碼器輸出端低電平有效：與非門綜合結(jié)果。譯碼器輸出端高電平有效：或門綜合結(jié)果。舉例4：利用74LS138實(shí)現(xiàn)Y=AB+BC+CA。解：先將函數(shù)式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)與或式令A(yù) = A2，B=A1，C=A0再用摩根定理：畫出邏輯電路圖 在實(shí)驗(yàn)箱上搭出電路，并進(jìn)行測試ABCY00000010010001111000101111011111（2）譯碼器的擴(kuò)展舉例5：用兩片74LS138實(shí)現(xiàn)一個4線16線譯碼器。電路圖在實(shí)驗(yàn)箱上搭出電路，并驗(yàn)證結(jié)果。討論：上圖中，為什么A3輸入到譯碼器的功能端時，一塊是高電平有效的使能端，一塊是低電平

11、有效的使能端？（三）二-十進(jìn)制譯碼器1、種類：部分譯碼器。2、輸入輸出關(guān)系：輸入有4位二進(jìn)制碼，輸出就有10個輸出信號。2n M另外6個狀態(tài)組合稱為偽碼（無用狀態(tài)），所以二-十進(jìn)制譯碼器電路應(yīng)具有拒絕偽碼功能，即輸入端出現(xiàn)偽碼時，輸出均呈無效電平。3、測試二-十進(jìn)制譯碼器74LS42邏輯功能1）引腳圖2）測試結(jié)果制表授課題目：3.2組合邏輯中規(guī)模集成電路二、譯碼器（二）教學(xué)目標(biāo)：1、掌握顯示譯碼器的應(yīng)用。2、了解顯示器件的特點(diǎn)。3、熟悉74LS48集成塊的使用教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：1、顯示譯碼器的使用。 2、七段數(shù)碼管的使用。教學(xué)難點(diǎn)：顯示電路的設(shè)計(jì)。 教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并導(dǎo)

12、入新課問題：1、用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方法是什么？ 2.、碼器使能端的使用？ 3、.譯碼器擴(kuò)展的思路？ 就新課內(nèi)容提出問題1、你所了解的顯示器有哪些？2、發(fā)光二極管的特點(diǎn)是什么？3、顯示電路由幾部分構(gòu)成？ 講授新課3.2 組合邏輯中規(guī)模集成電路二、譯碼器 （四）顯示譯碼器 顯示電路構(gòu)成：譯碼器、驅(qū)動器和顯示器1、常用顯示器分類：1）按顯示方式分，有字型重疊式、點(diǎn)陣式、分段式等。 2）按發(fā)光物質(zhì)分，有發(fā)光二極管(LED)式、熒光式、液晶顯示等。（1）七段式LED顯示器 （Light Emitting Diode LED） 連接方式有兩種： （2）液晶顯示器液晶顯示器(Liguid Crystal

13、 Display,簡稱LCD)最大的優(yōu)點(diǎn)是功耗小，每平方厘米的功耗不到1W，它的工作電壓也很低，在1V以下也可以工作。因此，它在便攜式的儀器、儀表得到廣泛應(yīng)用。液晶顯示器也使用了七段字符顯示，其公共極也叫背電極，下圖是a段的簡單驅(qū)動電路，其他段的驅(qū)動電路與a段完全一樣。ucom是加在公共極(COM)的脈沖信號，A=0時，兩個電極間電壓ua=0，a段不顯示，A=1時，兩個電極間電壓ua為交變電壓，a段顯示。2、七段顯示譯碼器74LS4874LS48是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器。（1）利用74LS48和共陰七段數(shù)碼管接成一個譯碼顯示電路。電路如下：（2）在實(shí)驗(yàn)箱上搭出電路（3）測試

14、74LS48的管腳功能，記錄結(jié)果 1）測LT的功能LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示0 2）測BI 的功能 LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示 0 3）測RBI 的功能LTBI/RBORBIA3 A2 A1 A0a b c d e f g顯示 0 （4）將LT，BI，RBO都接高電平，改變輸入信號的狀態(tài)，觀察記錄數(shù)碼管的顯示情況，填下表：LTBIRBIA3 A2 A1 A0 a b c d e f g顯示0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1

15、1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1討論：1、共陽顯示器應(yīng)配什么結(jié)構(gòu)的七段顯示器？ 2、顯示譯碼器在顯示電路的作用是什么？ 3、顯示電路中何種情況需要驅(qū)動器？授課題目：3.2組合邏輯中規(guī)模集成電路三、數(shù)據(jù)選擇器教學(xué)目標(biāo)：1、掌握中規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)選擇器的工作原理和邏輯功能。2、熟悉利用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成任意邏輯函數(shù)的方法。3、了解數(shù)據(jù)選擇器在數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用。4、驗(yàn)證數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能。教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)選擇器的原理和應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：如何用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)任意的邏輯函數(shù)教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)并導(dǎo)入新課問

16、題：1、譯碼器的輸入輸出的邏輯關(guān)系是什么？ 2、 如何用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)？ 就新課內(nèi)容提出問題數(shù)據(jù)選擇器的輸出函數(shù)與譯碼器輸出函數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系？ 講授新課3.2 組合邏輯中規(guī)模集成電路三、數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器又稱多路開關(guān)。它可以從多個輸入信息中選擇其中一個送至輸出。 123414131211567109874LS1511615GNDVCC1Q1QSABCD3D2D1D0D4D5D6D71、4選1數(shù)據(jù)選擇器1）真值表說明功能2）邏輯函數(shù)式2、8選1數(shù)據(jù)選擇器1）真值表說明功能2）邏輯函數(shù)式（含有輸入地址碼的所有最小項(xiàng)）3、集成數(shù)據(jù)選擇器（以74LS151、74LS153為例）1）驗(yàn)證74LS1

17、51邏輯功能2）用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)舉例5：利用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)函數(shù)F=AB+CAAAYDDD1DDDDD074LS1517654321Y20BAC001 畫出電路圖 在實(shí)驗(yàn)箱上搭出電路，并記錄結(jié)果。 3）數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展舉例6：將四選一數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)為八選一數(shù)據(jù)選擇器。 畫出電路圖 在實(shí)驗(yàn)箱上搭出電路，并記錄結(jié)果授課題目：3.2組合邏輯中規(guī)模集成電路四、加法器教學(xué)目標(biāo)：1、掌握半加器、全加器的工作原理及邏輯功能。2、掌握應(yīng)用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合電路。3、了解集成加法器的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容（包括重點(diǎn)、難點(diǎn)）： 教學(xué)重點(diǎn)：中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合電路。 教學(xué)難點(diǎn)：集成加法器的應(yīng)用。教學(xué)過程設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)

18、并導(dǎo)入新課1、若函數(shù)變量與數(shù)據(jù)選擇器地址控制端個數(shù)不同，如何實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)？2、能否用譯碼器和與或門組成數(shù)據(jù)選擇器？ 就新課內(nèi)容提出問題1、半加器與全加器的區(qū)別？2、如何實(shí)現(xiàn)多位加法運(yùn)算？ 講授新課3.2 組合邏輯中規(guī)模集成電路四、加法器 1、半加器 練習(xí)1：設(shè)計(jì)一位二進(jìn)制半加器, 輸入變量有兩個，分別為加數(shù)A和被加數(shù)B，輸出也有兩個，分別為和數(shù)S和進(jìn)位C。 解：1）列真值表 2）寫表達(dá)式 3）化簡 4）畫電路圖 2、全加器練習(xí)2：設(shè)計(jì)一個一位二進(jìn)制全加器。（要求：法1用中規(guī)模集成電路74LS138、74LS151實(shí)現(xiàn)；法2用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)） 解：1）用用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn) 2）用74LS138實(shí)現(xiàn)3）用74LS153實(shí)現(xiàn)說明：在實(shí)驗(yàn)箱上搭出三種電路，并進(jìn)行記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。Ci-1 Ai BiSi Ci