• 第4章-組合邏輯電路(1) - 下載本文

    4.3.10有一水箱由大、小兩臺水泵ML和MS供水,如圖P3.4所示。水箱中設置了3個水位檢測元件A、B、C。水面低于檢測元件時,檢測元件給出高電平;水面高于檢測元件時,檢測元件給出低電平。現要求當水位超過C時水泵停止工作;水位低于C點而高于B點時MS單獨工作;水位低于B點而高于A點時ML單獨工作;水位低于A點時ML和MS同時工作。試用門電路設計一個控制兩臺水泵的邏輯電路,要求電路盡量簡單。

    真值表中的ABC,ABC,ABC,ABC為約束項,利用卡諾圖[圖3.4(a)]化簡后得到

    ?MS?A?BC(MS,ML的1狀態表示工作,0狀態表示停止) ??ML?B邏輯圖如圖A3.4(b)

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    4.4 若干典型的組合邏輯集成電路

    4.4.1 優先編碼器CD4532的輸入端I1=I2=I3=1,其余輸入端均為0,試確定其輸出Y2Y1Y0。 解:優先編碼器CD4532除數據輸入端Ii外,還有輸入使能端EI,由于EI=0,根據其功能表可知,使能端EI沒有加有效信號,所以,Y2Y1Y0=000。

    4.4.2 試用與非門設計一4輸入的優先編碼器,要求輸入、輸出及工作狀態標志均為高電平有效。列出真值表,畫出邏輯圖。

    解:設輸入I0、I1、I2、I3,輸出及工作狀態標志分別為Y0、Y1和GS,根據題意列出真值表,如表題解4.4.2所示。由真值表可以得出該優先編碼器的邏輯表達式,并寫出與非﹣與非表達式

    Y1?I2I3?I3?I2?I3?I2I3Y0?I1I2I3?I3?I1I2?I3?I1I2I3 GS?I0?I1?I2?I3?I0I1I2I3由與非門構成的邏輯電路如圖題解4.4.2所示。

    (1) 優先編碼器74HC147的功能表如表題4.4.3所示,試用74HC147和適當的門構成輸

    出為8421BCD碼,并具有編碼輸出標志的編碼器。

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    解:由表題4.4.3可知,輸出Y3Y2Y1Y0是8421BCD碼的反碼,因此只要在74HC147的輸出端增加反相器就可以獲得題中所要求的輸出碼。在輸入端均為高電平時工作狀態標志GS位0,而有低電平信號輸入時GS為1,可由與非門實現此功能。74HC147為9個輸入端,此題需要10個輸入端,因此I0接在與非門的輸入端,當I0?I9時,L3~L0為0,GS為1。題中所要求的編碼器的邏輯電路如圖題解4.4.3所示。

    4.4.5為了使74HC138譯碼器的第10腳輸出為低電平,試標出各輸入端應置的邏輯電平。解:首先查74HC138的引腳圖,了解各個引腳的含義。根據題意,74HC138的引腳圖如圖題解4.4.5所示。當A2、A0、E3接高電平,A2、E2、E1接低電平,電源輸入端16號腳解﹢5V,接地端8號腳接地時,第10號腳Y5輸出為低電平。

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    4.4.6用譯碼器74HC138和適當的邏輯門實現函數F?ABC?ABC?ABC?ABC。 解:用74HC138實現邏輯函數,需要將函數式變換為最小項之和的形式

    F?ABC?ABC?ABC?ABC?m0?m4?m6?m7?m0?m4?m6?m7?Y0?Y4?Y6?Y7

    在譯碼器輸出端用一個與非門,即可實現要求得邏輯函數。注意A接最高位A2端,C接最低位A0,邏輯圖如圖題解4.4.6所示。

    4.4.7 試用一片74HC138實現函數L(A,B,C,D)?ABC?ACD。

    解:該題是用3輸入的74HC138譯碼器實現4變量的邏輯函數,需要將其中3個變量接在輸入端,另一個變量有可能接在使能輸入端。首先將函數式變換為最小項之和的形式,然后變換為3變量的最小項的形式。

    L?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?A(BCD?BCD?BCD?BCD)?A?(m3?m4?m5?m7)?A?Y3?Y4?Y5?Y7

    上述表達式中,最小項種的變量A均為1,因此,可以將A接在使能端E3上,在譯碼器輸出端用一個與非門,即可實現要求得邏輯函數,如圖題解4.4.7所示。

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    4.4.8 2線﹣4線譯碼器74x139的輸入為高電平有效,使能輸入及輸出均為低電平有效。試用74x139構成4線﹣16線譯碼器。

    解:該題目是將2線﹣4線譯碼器擴展為4線﹣16線譯碼器。

    設輸入為A3A2A1A0,輸出為L0?L15。每片74x139中含有兩個2線﹣4線譯碼器,所以需要3片74x139構成4線﹣16線譯碼器,譯碼器(0)的兩個地址輸入端分別接高2位A3、A2,產生4個低有效信號分別控制譯碼器(1)到(4)的兩個地址輸入端分別并接在一起,作為2位A1、A0的輸入端,這樣就構成4線﹣16線譯碼器,如圖題解4.4.8所示。

    4.4.9

    應用74HC138和其他邏輯門設計一地址譯碼器,要求地址范圍是00H~1FH。

    解:十六進制數00H~1FH即為二進制數000000~111111,共64個地址,每片74HC138有8個輸出端,因此需要8片74HC138構成64個輸出的地址譯碼器,共6條地址線,其中3條接74HC138的輸入端,A5、A4、A3作為片選信號,通過反相器或直接與使能端E3、E2、

    E1連接,片(1)的E3E2E1?A5A4A3,片(2)的E3E2E1?A5A4A3,片(3)的E3E2E1?A5A4A3,片(4)的E3E2E1?A5A4A3,片(5)的E3E2E1?A5A4A3,片(6)

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