Session 5

Session 5Session 5

正逻辑和负逻辑

1. 1. 正负逻辑的规定 　　正逻辑体系：用 1 表示高电平，用 0 表示低电平。　　负逻辑体系：用 1 表示低电平，用 0 表示高电平。

2. 2. 正负逻辑的转换　　对于同一个门电路，可以采用正逻辑，也可以采用负逻辑。 同一个门电路，对正、负逻辑而言，其逻辑功能是不同的。

A B F0V 0V 0.7V0V 3V 0.7V3V 0V 0.7V3V 3V 3.7V

正与门相当于负或门

二极管与门电路用正逻辑 A B F

0 0 00 1 01 0 01 1 1

正与门用负逻辑

负或门A B F1 1 11 0 10 1 10 0 0

AB

F

AB

F

输入、输出均取反了

A B F0V 0V 3.7V0V 3V 3.7V3V 0V 3.7V3V 3V 0.7V

正与门非相当于负或非门

与非门电路用正逻辑 A B F

0 0 10 1 11 0 11 1 0

正 : 与非用负逻辑

负 : 或非x y W1 1 01 0 00 1 00 0 1

AB

F

xy

w

AB

F

1. 只要在一种逻辑符号的所有输入、输出端同时加上或者去掉小圈（当一根线上有两个小圈，相当于两次取反，则无需画圈）2. 将原来的符号互换（与←→或、同或←→异或）即可。

两种逻辑符号等效变换规则

正与 = 负或 正与非 = 负或非 正或 = 负与 正或非 = 负与非 由此可得到：

1.6.2 TTL 集成门电路 TTL –Transistor-Transistor Logic

由于二极管构成的门电路在带负载能力、输出等电气特性方面存在很大的缺陷，所以在 IC 中集成的基本逻辑电路大多不是采用二极管实现的。

ABC

F = ABC

+VCCTTL 与非门

AB

F = AB

+VCC

F = AB

OC 与非门AB

F

集电极开路与非门

AB

EN

F = AB

+VCC

三态输出门

AB

EN

F

EN=1 ，与非门正常工作EN=0 ，F 为高阻态

AB

EN

FEN 高电平有效 EN 低电平有效

三态输出门

AB

EN

用于总线连接或者双向传输

AB

EN

AB

EN

Di

Di

第 2章 组合逻辑电路当前的输出仅与当前的输入有关，与原来的状态无关；电路中不含反馈回路，如：比较器、全加器、编码器、译码器、数字选择器

2.1 功能分析

EX 2.1.1 分析下列电路完成什么功能？

AB F

异或电路，或是 1 bit 二进制本位求和

找出组合逻辑电路的输入与输出关系，确定在什么样的输入取值下对应的输出为 1。

2.2 电路设计EX 2.2.1 用与非门设计一个三变量变量的表决器，当多数人同意（ 1 表示）时，表决通过（ 1 表示）；否则不通过。

AB

C F

F= F = AB+ AC+ BC

A + B= A .B

EX 2.2.2 用与非门实现 F (A,B,C,D) = m ( 1,4,6,7,12,13,14,15 )

A

F= F = AB + BD + BC + A B C D

B

C

D

F

2.3 编码器和译码器生活中常用代号、符号等表示事物

数字电路只能以二进制信号工作　　用二进制代码表示文字、符号或者数码等特定对象的过程，称为编码。　　实现编码的逻辑电路，称为编码器。　　

编码器 译 码器

EX 2.3.1现在有 8 病房 (X0 ， X1 …. X7 ）呼救 , 假设每次只有 1 个病人呼救。究竟是哪个病人呼救，可由 3 个灯 (Z2 ， Z1 ， Z0 ）亮灭组合获取。输入约定：某个呼救—‘ 1’ ； 输出约定：某灯亮 —‘ 1’ ；

？X0 X1

。。。X7

Z2

Z1

Z0

输入：八个对象（二值量） 输出：三位二进制代码 Z2Z1Z0

8 线— 3 线编码器

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Z2 Z1 Z0

１ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ００ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ００ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ １ １０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ １ ０ ００ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ １ ０ １０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０ １ １ ００ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ １ １ １

(1) 照理说应有 28 个输入组合；但其它输入组合不允许出现，为无关项。

(2) 某个输入为 1 ， 则其他输入全为 0 。 由此而来（ 比如）： X4 = X7 + X6 + X5 + X3 + X2 + X1 + X0 = X7 X6 X5 X3 X2 X1 X0

Session 6Session 6

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Z2 Z1 Z0

１ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ００ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ００ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ １ １０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ １ ０ ００ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ １ ０ １０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０ １ １ ００ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ １ １ １

最小项： X4 (X7 X6 X5 X3 X2 X1 X0 )

= X4 X4

= X4

X4 = X7 + X6 + X5 + X3 + X2 + X1 + X0 = X7 X6 X5 X3 X2 X1 X0

最小项 = X7

Z2 = X4 + X5 + X6 + X7

Z1 = X2 + X3 + X6 + X7

Z0 = X1 + X3 + X5 + X7

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7

Z2

Z1

Z0

输入约定：某个呼救—‘ 1’ ； 输出约定：某灯亮 —‘ 1’ ；不包含 X0

Z2 = X4 . X5 . X6 . X7

Z1 = X2 . X3 . X6 . X7

Z0 = X1 .X3 .X5 .X7

输入约定：呼救 代表‘ 0’

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Z2 Z1 Z0

0 1 1 1 1 1 1 1 ０ ０ ０1 0 1 1 1 1 1 1 ０ ０ １1 1 0 1 1 1 1 1 ０ １ ０1 1 1 0 1 1 1 1 ０ １ １1 1 1 1 0 1 1 1 １ ０ ０1 1 1 1 1 0 1 1 １ ０ １1 1 1 1 1 1 0 1 １ １ ０1 1 1 1 1 1 1 0 １ １ １

当多个信号同时有效时，只对其中优先级别最高的输入信号编码，对级别低的输入信号不予理睬。 I7 的优先级最高， I0 的优先级最低。

74LS148 优先编码器

二值量输入： I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7

三位二进制输出：Y0 Y1Y2

74LS148

I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

ST

Y0

Y1

Y2

Ys

YEX

负逻辑有效用‘ 0’ 表示，即’ 0‘ 起作用无效用‘ 1’ 表示

74LS148

I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

ST

Y0

Y1

Y2

Ys

YEX

• 当 I7 = 0 （有效）时，不管其他输入是什么，都是对 I7 编码， 输出 Y2Y1Y0 =000 （ I7 的反码）• 当 I7 = 1 ， I6 = 0 （有效）时，不管其他输入是什么，都是对 I6 编码， 输出 Y2Y1Y0 =001 （ I6 的反码）

• 选通端 ST = 0 时，编码器工作； 选通端 ST = 1 时，输出均为 1 ，不编码• YS 为选通输出端。当 ST =0 ，但无 有效信号输入时， YS =0

• YEX 为扩展输出端。当 ST =0 ，且有 有效信号输入时， YEX =0

YS 与 YEX 两者基本上是反的

• 8 个输入优先级由高到低： I7 I6 … I2 I1

• 输入控制端 ST =0 ， 编码器正常工作； ST =1 ，编码器不起编码作用• YS 为选通输出端。当 ST =0 ，但无有效信号输入时， YS =0

• YEX 为扩展输出端。当 ST =0 ，且有有效信号输入时， YEX =0ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 YEX YS

1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1

0 X X X X X X 0 1 0 0 １ 0 1

0 X X X X X 0 1 1 0 １ ０ 0 1

0

0

0

大家填

以引脚 以引脚 YY2 2 为目标，因为与或最小项数目少为目标，因为与或最小项数目少

ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y2

1 X X X X X X X X 1 0

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

0 X X X X X X X 0 0 1

0 X X X X X X 0 1 0 1

0 X X X X X 0 1 1 0 1

0 X X X X 0 1 1 1 0 1

0 X X X 0 1 1 1 1 1 0

0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0

0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

输 入

Y2 = ST. I7 + ST. I6 . I7 + ST. I5 . I6 . I7 + ST. I4 . I5 . I6 . I7

Y2 = ST. I7 + ST. I6 . I7 + ST. I5 . I6 . I7 + ST. I4 . I5 . I6 . I7

= ST. { I7 + (I6 + I5 I6 + I4 I5 I6 ). I7 }

= ST. { I7 + I6 + I5 I6 + I4 I5 I6 }

= ST. I7 + ST. {I6 + (I5 + I4 I5 ) I6 }

= ST. I7 + ST. {I6 + I5 + I4 I5 }

= ST. I7 + ST. {I6 + I5 + I4 }

= ST. I7 + ST. I6 + ST. I5 + ST. I4

Y2 = ST. I7 + ST. I6 + ST. I5 + ST. I4

STI7I6I5I4I3I2I1I0

Y2 = ST. I7 + ST. I6 + ST. I5 + ST. I4

STI7I6

I5

I4

两个含义：1 、该引脚输入低电平有作用2 、输出为 I0 ( 反相）

I1

再举一例 :

求输出 YEX 的表达式

ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 YEX

1 X X X X X X X X 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 X X X X X X X 0 0

0 X X X X X X 0 1 0

0 X X X X X 0 1 1 0

0 X X X X 0 1 1 1 0

0 X X X 0 1 1 1 1 0

0 X X 0 1 1 1 1 1 0

0 X 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 1 1 1 0

以引脚 以引脚 YYEX EX 为目标，因为与或最小项数目少为目标，因为与或最小项数目少YEX = ST + ST ( I7 . I6 .I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0 )

YEX = ST + ST ( I7 . I6 .I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0 )

= ST . ST ( I7 . I6 .I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0 )

STI7I6I5I4I3I2I1I0

YEX

ST

YEX = ST + ST ( I7 . I6 .I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0 )

= ST . ST ( I7 . I6 .I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0 )

再举一例 :

求输出 Ys 的表达式

ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 YS YS

1 X X X X X X X X 1 0

0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 X X X X X X X 0 1 0

0 X X X X X X 0 1 1 0

0 X X X X X 0 1 1 1 0

0 X X X X 0 1 1 1 1 0

0 X X X 0 1 1 1 1 1 0

0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0

0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

以求以求 YYss 为目标，因为与或最小项数目少为目标，因为与或最小项数目少Ys = ST. ( I7 . I6 . I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0)

STI7I6I5I4I3I2I1I0

Ys

ST

Ys = ST. ( I7 . I6 . I5 . I4 . I3 . I2 . I1 . I0)

再举一例 :

求输出 Y0 的表达式

以引脚 以引脚 YY0 0 为目标，因为与或最小项数目少为目标，因为与或最小项数目少

ST I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y0

1 X X X X X X X X 1 0

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

0 X X X X X X X 0 0 1

0 X X X X X X 0 1 1 0

0 X X X X X 0 1 1 0 1

0 X X X X 0 1 1 1 1 0

0 X X X 0 1 1 1 1 0 1

0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0

0 X 0 1 1 1 1 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

输 入

Y0 = ST. I7 + ST. I5 . I6 . I7 + ST. I3 . I4. . . . I7 + ST. I1 . I2 . . . I7

Y0 = ST. I7 + ST. I5 . I6 . I7 + ST. I3 . I4. . . . I7 + ST. I1 . I2 . . . I7

= ST. { I7 + (I5 I6 + I3 I4 I5 I6 + I1 I2I3 I4 I5 I6 ). I7 }

= ST. { I7 + I5 I6 + I3 I4 I5 I6 + I1 I2 I3 I4 I5 I6 }

= ST. I7 + ST. I6 . { I5 + (I3 I4 + I1 I2 I3 I4 ) I5 }

= ST. I7 + ST. I6 . {I5 + I3 I4 + I1 I2 I3 I4 }

= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST. I6 { I3 I4 + I1 I2 I3 I4 }

= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I6 . I4 { I3 +( I1 I2 ) I3 }

= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I6 . I4 . { I3 + I1 I2 }

= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I6 . I4 . I3 + ST . I6 . I4 . I1 . I2

Y0= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I6 . I4 . I3 + ST . I6 . I4 . I1 . I2

Y0= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I3 . I4 . I6 + ST . I1 . I2 . I4 . I6

STI7I6I5I4I3I2I1I0

STI7I6

I5

I4

Y0= ST. I7 + ST . I5 . I6 + ST . I3 . I4 . I6 + ST . I1 . I2 . I4 . I6

书上漏画

Acrobat Document74LS 148 原文资料 (74LS148.pdf)

1 片 74LS148 实现 8 线 -3 线优先编码

用用 22 片 片 74LS148 74LS148 实现实现 1616 线线 -4-4 线优先线优先编码编码应用例子：

H

I0 ST

Y0 YEX

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7

Y1 Y2

8 9 10 11 12 13 14 15H

I0 ST

Y0 YEX

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7

Y1 Y2

0 1 2 3 4 5 6 7

Ys Ys

HPRI/BIN HPRI/BIN

HPRI/BIN: High PRIority BINary coder

L

I0 STL

Y0

Ys YEX

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7

Y1 Y2

H

I0 STH

Y0Ys YEX

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7

Y1 Y2

8 9 10 11 12 13 14 15

Y0 Y1 Y2 YEXY3

0 1 2 3 4 5 6 7

当 STH = 0 时，且 I8 --- I15 中有有效输入（‘ 0’ ），则导致• STL =1

• Y3H = 0 输出取值范围 Y3 Y2 Y1 Y0 = 0 xxx

当 STH = 1 时，两片均不工作