组合电路基本知识及组成

2023-10-21 理论教育版权反馈

【摘要】：一、组合逻辑电路的基本知识1.组合逻辑电路的组成:由与门、或门、非门、与非门、或非门等几种门电路组合而成。

1.组合逻辑电路的基本特点。(A)

2.组合逻辑电路的分析。(C)

3.组合逻辑电路的设计。(C)

4.组合逻辑部件的种类。(A)

5.二进制编码器。(B)

6.二-十进制编码器。(A)

7.通用译码器。(A)

8.译码显示器。(C)

近三年四川省对口升学本章考点内容及考题分析

本章应重点掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法,能分析常见的组合逻辑电路(编码器)。

一、组合逻辑电路的基本知识

1.组合逻辑电路的组成:由与门、或门、非门、与非门、或非门等几种门电路组合而成。

2.组合逻辑电路的特点

(1)任何时刻的输出仅与该时刻的输入有关。

(2)不具有记忆功能,即输出与电路原状态无关。

(3)基本单元电路是门电路,即有门电路组成。

(4)输出与输入之间无反馈。

3.组合逻辑电路的分析

(1)根据逻辑电路图写出表达式。

(2)化简表达式,得到最简表达式。

(3)根据最简表达式,列出真值表。

(4)由真值表得出逻辑功能。

4.组合逻辑电路的设计

(1)根据实际问题建立真值表。

(2)由真值表得出表达式。

(3)化简表达式。

(4)根据化简后的表达式画出对应的门电路。

5.组合逻辑部件的种类

常见的有编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、运算器。

二、编码器

1.编码:在数字电路中,将输入的各种信号转换成若干位二进制代码的过程。

2.编码器

(1)定义:能完成编码功能的组合逻辑电路。

(2)输入与输出关系:满足2n∶n。例如8-3编码器:8个输入,3个输出;特殊的二-十进制编码器:10个输入,4个输出。

(3)常见的编码器:二进制编码器、二-十进制编码器(BCD码编码器)、优先编码器(74LS147)。

(4)编码器的特点:每次仅有一个输入端有效。

(5)编码器的工作原理

①输入输出有效电平,输入、输出均有高、低电平有效。

②实质是十进制与二进制相互转化相互对应的关系。

3.二进制编码器:能够将各种输入信息编成二进制代码的电路。

4.二-十进制编码器(BCD码编码器)

(1)定义:将十进制数0～9编成二进制代码的电路。

(2)输入输出关系:10个输入,4个输出。

5.优先编码器(74LS147)

(1)工作原理:对输入优先级别高的进行编码。

(6)工作实质:对输入端优先级别高的,进行十进制与二进制相互转化相互对应。

三、译码器

1.译码:译码是编码的逆过程,将某种代码翻译成一个相应的输出信号的过程。

2.译码器

(1)定义:有多个输入端和输出端,对应输入信号的任一状态,一般只有一个输出状态有效。

(2)输入与输出的关系:n∶2n。

(3)译码器的分类:按功能分为通用译码器和显示译码器。通用译码器又分为二进制译码器、二-十进制译码器。

(4)译码显示器组成:由译码器、驱动器、显示器构成。半导体数码管显示器通常有共阴极和共阳极两种。

3.共阴极数码管

(1)内部结构:7个发光二极管的负极接公共地端。

(2)工作原理:加高电平发光。

4.共阳极数码管

(1)内部结构:7个发光二极管的正极接电源。

(2)工作原理:加低电平发光。

四、数据选择器与数据分配器

1.数据选择器

(1)定义:将多个通道的信息有选择地传送到共用传输总线上的电路。

(2)数据选择器输入输出端关系:2n个输入,n个地址输入(选择控制端),1个输出端。

(3)4选1数据选择器通用公式:

2.数据分配器

(1)定义:把共用传输总线上的信息有选择的传送到不同的输出端。

(2)数据分配器输入输出端关系:1个输入,n个地址输入(分配控制端),2n个输出端。

3.数据选择器与数据分配器的功能相当于一个单刀多掷开关。(www.chuimin.cn)

【例1】 (2018年高考题)优先编码器就是优先级比普通编码器更高的编码器。( )

【答案】 B

【解析】优先编码器是输入两个或两个以上信号时,将优先级别高的输入信号编码,优先级别低的信号则不起作用。普通编码器只允许输入一个信号。

【例2】 (2017年高考题)在正常工作的共阳极数码管引脚a、b、c、d、e、f、g上分别施加“0100100”的逻辑电平,则数码管显示的数字为________。

【答案】 5

【解析】在正常工作的共阳极数码管中,加低电平时数码管亮,只有b、e段不亮,则显示数字5。

【例3】 (2016年高考题)3线-8线译码器74LS138可以作为七段数码管显示译码器使用。( )

【答案】 B

【解析】 3线-8线译码器74LS138将输入的3位二进制代码转换为8个信号输出的电路;而七段数码管显示译码器是输入4位二进制代码驱动数码管的信号,输出为7个信号,驱动显示0～9十个数字。

【例4】 74LS147优先编码器,当输入均有效时,则输出应为________。

【答案】 1000

【解析】普通编码器只允许输入1_个_信号,而74LS147优先编码器允许_输入多个信号,将优先级别高的信号进行编码,当输入均有效时优先级别高的则是,即对编码且输出低电平有效,应为1000。

【例5】设计一个2位二进制的编码器。

【答案】 (1)画出示意图

(2)由示意图列出真值表

(3)由真值表写出表达式

Y1=I2+I3

Yo=I1+I3

(4)根据表达式画出电路图

【解析】根据编码器的特点,画出示意图,由示意图列真值表,再写表达式,最后画出电路图。

【例6】电路如图所示,完成下列问题。

(1)写出逻辑表达式并化简;

(2)列出真值表;

(3)分析电路功能。

【答案】 (1)根据电路图写出表达式并化简

(2)列出真值表

(3)由真值表得电路功能:当输入A、B相同时,输出Y为1;当输入A、B不同时,输出Y为0。(同或门电路功能)

【解析】此题属于组合逻辑电路的分析,首先要把每个逻辑门电路对应的表达式写出来,再根据要求写出逻辑表达式并化简,最后再列出真值表分析功能。

一、单项选择题

1.组合逻辑电路的特点是( )

A.含有记忆元件

B.输出、输入间有反馈通路

C.电路输出与以前状态有关

D.全部由门电路构成

2.某编码器的输出为2位二进制代码,该编码器的输入信号端头数应为( )

A.16 B.8

C.4 D.2

3.下列不属于组合逻辑电路的是( )

A.编码器 B.显示器

C.译码器 D.计数器

4.一个数据选择器的地址输入端有4个时,有_________个数据信号输入端。( )

A.4 B.6

C.8 D.16

5.3线-8线译码器有( )

A.4条输入线,2条输出线 B.3条输入线,8条输出线

C.4条输入线,8条输出线 D.8条输入线,3条输出线

二、判断题(正确的选“A”,错误的选“B”)

1.优先编码器的输入信号有,输出。( )

2.一个16选1的数据选择器,其数据输入端有16个。( )

3.将输入的十进制数0～9十个信号编成二进制代码至少需要10位二进制代码。( )

4.半导体数码管由小灯泡排列成显示数字。( )

5.数据选择器是一个多输入、单输出的组合逻辑电路。( )

三、填空题

1.二-十进制编码器有________个输入端,有________个输出端。

2.三态门是在普通门的基础上加控制端,它的输出有三种状态分别是________、_________和_________。

3.74LS138是3线-8线译码器,使其控制端EN=1时,则SA=_________且=_________,电路处于译码工作状态。

4.在共阴极数码管的接法中,若a,b,c,d,e,f,g为1001111,则显示_________。

5.74HC151的数据选择器中要输出D3的数据信息,则A0A1A2=_________。

四、分析计算题

1.电路如图所示,请回答下列问题。

(1)写出表达式并化简;

(2)分析电路逻辑功能。

第1题图

2.设计一个能完成两个1位二进制数相加的组合逻辑电路——半加器。(设两个二进制数分别为A、B,A和B相加后的本位和为S,进位为C)

五、综合题

在实验室中,有红、黄两个故障指示灯,用来表示三台设备的工作情况。当有一台设备出现故障时,黄灯亮;若有两台设备出现故障时,红灯亮;若有三台设备都出现故障时,红灯,黄灯都亮。试设计一个控制灯亮的逻辑电路。

组合电路基本知识及组成

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