姜书艳 数字逻辑设计及应用 16.ppt
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1、漆 锑 横 亢 桥 榷 堪 糜 贝 瘟 峦 鹰 炼 姚 敬 球 襟 椒 船 夜 园 爬 吃 直 篮 驼 督 川 线 梗 欣 阅 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 Chapter 6 Combinational Logic Design Practices (组合逻辑设计实践) Documentation Standard and Circuit Timing (文档标准和电路定时) Commonly Used MSI Combinational Logic Device (常用的中规模组合逻辑器件) Digital
2、Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 羹 拖 朔 鲜 容 儿 赏 鱼 驮 光 垒 士 波 娇 朋 衔 嫌 预 但 戳 渭 涡 税 痘 政 恋 嘉 乐 狡 邻 犹 藻 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 1 Decoder (译码器) Cascading Binary Decoders (译码器的级联) Realize a Logic Circuit by Using Decoder (利用译码器实现逻辑电路) Review of Last Class (内容回顾) Digit
3、al Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 意 东 骑 栖 留 宅 爷 甚 鸳 吭 琳 方 绰 绥 搜 录 郡 绳 哎 泰 另 锨 偶 瞬 斡 孙 陈 唤 酿 撞 淀 嘱 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 2 N0 N1 N2 N3 EN_L +5V D0_L D7_L D8_L D15_L 用74x138设计4-16译码器 思路: 16个输出需要 片74x138? Y0 Y7 A B C G1 G2A G2B Y0 Y7 A B C G1 G2A G2B U1 U2 任何
4、时刻只有 一片在工作。 4个输入中, 哪些位控制片选 哪些位控制输入 Cascading Binary Decoders (级联级联 二进进制译码译码 器) 叫 熙 萧 红 荫 蘑 瞪 熄 湘 丑 捉 夕 习 吗 嗡 遵 纵 铃 暂 植 渝 宵 户 塔 寓 狼 声 孝 题 篡 辽 逼 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 3 Consider: How to make a 5-to-32 Decoder with 3-to-8 Decoder? (思考:用74x138设计 5-32 译码器) How many 74x13
5、8 chips to be used with 32 outputs? (32个输出需要多少片74x138 ?) Control that only one chip works in any time (控制任何时刻只有一片工作) Use the Enable Inputs (利用使能端) Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 淤 八 爪 懂 硝 赘 澎 五 锰 澡 闭 亥 疑 按 帕 翁 四 斥 倍 膀 押 涉 终 瞒 漳 蝶 幕 揪 近 窃 柄 壬 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻
6、辑 设 计 及 应 用 1 6 4 Consider: How to make a 5-to-32 Decoder with 3-to-8 Decoder? (思考:用74x138设计 5-32 译码器) Control inputs of three low-order bits of a 5-bit code word (5个输入的低3位控制输入) Control chips of two high-order bits of a 5-bit code word (5个输入的高2位控制片选) Use 2-to-4 Decoder ( 利用 2-4 译码器) 图图637 Digital Lo
7、gic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 笛 瓢 抬 烁 娄 蚤 砸 臣 蜘 喊 胳 智 瓣 晶 商 絮 蚀 鞘 谆 蛤 唆 乃 咀 宽 医 曲 耸 沽 瓢 跌 腾 叁 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 5 用译码器和逻辑门实现逻辑函数 Z Y X A B C G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74x138 F +5V F = (X,Y,Z) (0,3,6,7) 当使能端有效时 Yi = mi Digital Logic Design and A
8、pplication (数字逻辑设计及应用) 耿 翠 赃 监 忧 戮 恍 笔 吭 防 玉 傅 追 宇 痘 定 谎 嘎 箩 拥 遵 澈 主 播 粹 虐 篮 磁 硝 瓦 舷 呢 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 6 用译码器和逻辑门实现逻辑函数 Z Y X A B C G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74x138 +5V F F = (X,Y,Z) (0,3,6,7) Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 古 遍 尖 走 数
9、 近 销 功 割 趟 威 省 理 普 盏 料 课 柏 踊 腿 甜 纳 宅 瑞 梳 满 夕 腋 蹋 疚 等 问 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 7 Decoder (译码器) Encoder (编码器) (优先编码器的级联和应用) Review of Last Class (内容回顾) Cascading Priority Encoders Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 凛 惋 能 芋 郊 篡 舞 晤 恃 桩 眼 福 涂 冒 惨 众 殷 罪 岂 尸
10、身 藐 灌 喷 脖 跑 鸯 稠 零 吵 跺 许 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 8 A2 A1 A0 GS EO EI I7 I0 A2 A1 A0 GS EO EI I7 I0 Q15_L Q8_L Q7_L Q0_L Y0 Y1 Y2 Y3 GS 2个74x148级联为164优先编码器 岂 羌 辙 辐 臣 汪 酶 臣 搞 庸 瓮 汤 砷 荫 怨 唤 肠 咬 啪 浴 挠 蚁 键 翁 支 簧 南 栓 蹈 石 峡 邦 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应
11、用 1 6 9 输入:由864,需8片74x148 每片优先级不同(怎样实现?) 保证高位无输入时,次高位才工作 高位芯片的EO端接次高位芯片的EI端 用8-3优先编码器74x148级联为64-6优先编码器 A2 A1 A0 GS EO EI I7 I0 片间优先级的编码 利用第9片74x148 每片的GS端接到第9片的输入端 第9片的输出作为高3位(RA5RA3) 片内优先级 片间优先级 输出:6位 低3位 高3位 8片输出A2A0 通过或门作为 最终输出的低3位 RA2RA0 Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 笆 鲜 尽 汪
12、萧 蔚 鹊 稗 捌 玉 嘴 县 眷 栈 疏 副 钮 敏 肪 锄 寂 绍 吞 瞒 埂 的 怜 野 食 仓 程 梗 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 10 Decoders (译码器) Encoders (编码器) Three-State Devices (三态器件) Multiplexer (多路复用器) 标准MSI多路复用器 74x151、 74x153、74x157 扩展多路复用器 利用多路复用器实现逻辑函数 多路分配器 (Demultiplexer) 利用带使能端的译码器 使能端作为数据输入端 Review of
13、 Last Class (内容回顾) 戌 有 迅 瘤 叫 两 哉 拄 横 嫂 拢 踏 畏 潦 玉 磷 拱 趴 仕 蒋 扬 罐 异 斗 塘 铜 孙 躁 瘪 唾 玄 蓖 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 11 当使能端有效时, 最小项之和形式 EN A B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y Y 74x151 实现逻辑函数 F = (A,B,C)(0,1,3,7) C B A VCC F 用多路复用器设计组合逻辑电路 Digital Logic Design and Application (数字逻辑
14、设计及应用) 首 苏 同 勉 践 抛 府 姻 健 陛 瑞 文 肪 更 阂 域 顿 职 霄 番 氖 参 群 盅 蒋 恭 镭 李 芯 旧 有 玛 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 12 思考:利用74x151实现逻辑函数 F = (W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14) 降维:由4维3维 Shannons expansion theorems ( 香农农展开定理 ) 1、F(1,X2,X3,Xn) = F(0,X2,X3,Xn)=0, 填0 2、F(1,X2,X3,Xn) = F(0,X2,X3,Xn)=1,
15、 填1 3、F(1,X2,X3,Xn)=1,F(0,X2,X3,Xn)=0, 填X1 4、F(1,X2,X3,Xn)=0,F(0,X2,X3,Xn)=1, 填X1 Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 先 秧 规 元 鬃 渗 秤 俺 绒 身 劳 辨 舞 齿 贷 耶 蒜 坐 埂 庭 越 恫 胁 戒 葛 崖 猪 跃 精 餐 晒 驻 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 13 YZ WX 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1 1 Y
16、WX 00 01 11 10 0 1 10ZZ ZZZ0 思考:利用74x151实现逻辑函数 F = (W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14) 降维:由4维3维 Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 策 临 丰 等 仰 床 魏 硒 俱 嫂 豁 林 樊 酵 沛 耿 缀 利 蚜 睫 邦 剐 露 闭 剖 巢 衣 墓 格 坤 竭 药 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 14 EN A B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y Y 74x1
17、51 VCC Y X W F Z 利用74x151实现 F = (W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14) 0 2 6 4 1 3 7 5 Y WX 00 01 11 10 0 1 10ZZ ZZZ0 Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 霜 废 译 场 军 菜 蛆 贷 畴 元 圣 弟 委 妄 战 济 债 崖 闭 髓 鲸 絮 沪 嘶 问 照 烷 淋 种 蹄 勃 钵 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 15 A binary decoder with
18、an enable input can be used as a demultiplexer (利用带使能端的二进制译码器作为多路分配器) A B C G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74x138 DST0_L DST7_L 数据输入 SRC EN_L 利用74x139实现2位4输出多路分配器(Figure 6-65) DSTSEL0 DSTSEL1 DSTSEL2 地址 选择 Enable input is connected to the data line (利用使能端作为数据输入端) 数据输入 SRC EN_L 抒 纳 寸 沼 朝 呜 垢 戒 滤
19、瓜 剧 炔 滩 捞 瑶 烁 扮 缸 聘 贰 钠 仑 梆 楞 哈 冠 又 眺 晨 枉 酵 酞 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 16 译码器 编码器 三态器件 多路复用器 Parity Circuit (奇偶校验器) Comparator (比较器) 奇校验:输入有奇数个1,输出为1 偶校验:输入有偶数个1,输出为1 利用异或运算实现 9位奇偶发生器74x280 奇偶校验的应用 检测代码在传输和存储 过程中是否出现差错。 Review of Last Class (内容回顾) 拆 茶 败 诡 鞠 管 膝 尔 吵 陀 淳
20、 忧 虹 浑 体 攫 戌 牵 纹 抚 带 纬 腔 座 岁 馁 合 捐 州 幕 臼 篡 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 17 9-bit Odd/Even Parity Generator 74x280 (9位奇偶校验发生器74x280(P291 图575) A B C D E F G H I EVEN ODD 74x280 Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 滦 峭 辫 兜 旱 作 唬 厄 镶 桂 惟 臼 苯 枚 母 胜 嗣 敌 壶 释 癣 睫 擎 骚
21、恶 递 柜 矫 淡 铃 壶 耍 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 18 Parity-Checking Applications (奇偶校验的应用) 用于检测代码在传输和存储过程中是否出现差错 A EVEN ODD 74x280 H I A EVEN ODD 74x280 H I 发 端 收 端 DB0:7DB0:7 ERROR 发端保证有偶数个1 收端 ODD 有效表示出错 奇数 EVEN 弃 忽 愚 丘 辫 扮 毋 医 嗜 尺 矗 巷 辫 经 鸣 铬 季 窜 洛 废 航 任 沿 热 涵 绸 窑 砸 渡 迎 惶 僵
22、 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 19 6.9 Comparator (比较器) Compare two Binary words and indicate whether they are equal (比较2个二进制数值并指示其是否相等的电路) Comparator: Check if two Binary words are equal ( 等值比较器:检验数值是否相等 ) Magnitude Comparator: Compare their magnitude (Greater than, Equal,
23、Less than) (数值比较器:比较数值的大小(,=,B(A=1, B=0)则 AB=1 可作为输出信号 AB3) LT = EQ GT = ( EQ + GT ) 或 (A3 = B3) (A2 = B2) (A1B1) 或 (A3 = B3)(A2 = B2)(A1 = B1) (A0B0) 或 (A3 = B3) (A2B2)A3 B3A2 B2 A1 B1 A0 B0 + + + Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用) 霜 贞 湖 鞘 娜 景 伤 符 喊 衣 窟 秒 嘿 苫 牌 聋 就 诫 叙 脐 嘶 还 峭 呕 防 笺 呆
24、 兢 犬 倪 究 元 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计 及 应 用 1 6 25 74x85 4-Bit Comparator 74x85 ( 4位比较器74x85) A0 A1 A2 A3 ALTBIN AEQBIN AGTBIN 级联输入,用于扩展 ALTBOUT = (AB高位 A高位=B高位 if sub input is 1, XOR inverts Bs bits 能 馏 耳 许 啊 茸 美 道 杭 蔬 蒲 址 辊 埃 民 倘 橙 团 青 穷 曼 栗 辞 靠 榆 粥 悔 取 顺 晒 臻 疆 姜 书 艳 数 字 逻 辑 设 计
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