[工學(xué)]第8講常用組合邏輯功能器件(已修改)
2024-10-25 13:35 本頁(yè)面
【正文】 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第 8 講 主講 孫霞 安徽理工大學(xué)電氣工程系 第四章 常用組合邏輯功能器件 集成全加器 編碼器 譯碼器 數(shù)據(jù)分配器與數(shù)據(jù)選擇器 數(shù)字比較器 集成全加器 全加器 (Full adder)除了可用作二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算外 ， 還可應(yīng)用在其它方面 。 例如 ， 二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算 、 乘法運(yùn)算 ， BCD碼的加法 、 減法 ， 碼組變換 ，數(shù)碼比較 ， 奇偶檢驗(yàn)以及一些組合電路的設(shè)計(jì)等方面 。 集成全加器就是一塊芯片上含有多個(gè)獨(dú)立的全加器 。 常用的有雙全加器 、 四位全加器等 。 雙全加器國(guó)產(chǎn)型號(hào)有很多 ， 例如 ， TTL型的 CT54LS183， CMOS型的 CC661等等 。 CT54LS183的外部引腳排列如圖 。 芯片中的兩個(gè)全加器可以單獨(dú)使用 ， 也可以組成 2位串行進(jìn)位加法器 。 2位串行進(jìn)位加法器的接線如圖 。 圖 雙全加器的 CT54LS183引腳圖 1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8AiBiCi 1SiCiSiCiAiBiCi 11 Ai1 Bi1 Ci 11 Ci1 SiG N DVCC2Ai2Bi2Ci 12Ci2SiΣΣ圖 2位串行進(jìn)位加法器 1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8AiBiCi 1SiCiSiCiAiBiCi 11 Ai1 Bi1 Ci 11 Ci1 SiG N DVCC2Ai2Bi2Ci 12Ci2SiΣΣ 多位二進(jìn)制數(shù)加法器 如果要進(jìn)行多位數(shù)相加 ， 例如 ， 有兩個(gè) 4位二進(jìn)制數(shù) A3A2A1A0和 B3B2B1B0相加 ， 可以利用兩片雙全加器或一片 4位全加器組成 4位串行進(jìn)位加法器 ， 其原理圖如圖 。 圖中 ， 每一位的進(jìn)位輸出 CO可作為高一位的進(jìn)位輸入 CI， 令 C1=0， 就可以實(shí)現(xiàn) 4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算 。 圖 4位串行進(jìn)位加法器 ΣFA3CO CIΣFA2CO CIΣFA1CO CIΣFA0CO CIC3C2C1C0C－ 1A3B3A2B2A1A2A0B0S3S2S1S0 所謂 “ 串行進(jìn)位 ” 就是任一位的加法運(yùn)算 ， 它必須在低一位的加法運(yùn)算完成之后才能進(jìn)行 。 這種方式的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單 ， 缺點(diǎn)是速度較慢 。 如果要提高運(yùn)算速度 ， 可以采用 “ 超前進(jìn)位 ” 加法器 。 在此加法器中 ， 每一位的進(jìn)位只由被加數(shù)和加數(shù)決定 ， 而與低位的進(jìn)位無(wú)關(guān) ， 即各級(jí)的進(jìn)位可以同時(shí)產(chǎn)生 ， 故速度提高了 。 有關(guān)超前進(jìn)位的電路結(jié)構(gòu) ，請(qǐng)讀者參閱其他教材 。 超前進(jìn)位加法器廣泛應(yīng)用于高速數(shù)字計(jì)算機(jī) 、 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 。 多位二進(jìn)制數(shù)減法器 為簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ， 在機(jī)器中一般不另外設(shè)置減法器 ， 而是利用 “ 加補(bǔ)碼 ” 的方法 ， 使加法器實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算 。 下面先介紹一下此方法的原理 ， 在此基礎(chǔ)上再用全加器組成減法器 。 、 反碼和補(bǔ)碼 我們這里的討論只限于數(shù)值碼 (即不包括符號(hào)位 )。前面論述的自然二進(jìn)制碼稱為原碼 ， 二進(jìn)制正數(shù)的原碼 、 反碼和補(bǔ)碼都相同；二進(jìn)制負(fù)數(shù)的反碼就是將原碼中的各位取反 ， 補(bǔ)碼就是反碼加 1。 我們知道減去某個(gè)數(shù) ， 等于加上這個(gè)負(fù)數(shù) 。 例如： AB=A+(B)。 而二進(jìn)制負(fù)數(shù)在機(jī)器中有三種表示方法：原碼 、 反碼和補(bǔ)碼 。 當(dāng)二進(jìn)制負(fù)數(shù)采用補(bǔ)碼形式時(shí) (在有限位數(shù)的條件下 )， 就可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)為加法運(yùn)算 ， 即 AB=A+(B)A+B*， 式中 B*為 (B)的補(bǔ)碼 。下面通過(guò)幾個(gè)求補(bǔ)碼的例子來(lái)幫助理解 “ 減某數(shù) ” 就等于 “ 加某數(shù)的補(bǔ)碼 ” 。 例 12的補(bǔ)碼 。 若某時(shí)鐘停在 10點(diǎn) ， 現(xiàn)要校準(zhǔn)到 6點(diǎn) ， 可以有兩種撥法： 一種是倒撥： 10點(diǎn) 4點(diǎn) =6點(diǎn) 另一種是順撥： 10點(diǎn) +8點(diǎn) =6 這兩種撥法的結(jié)果是相同的 ， 這是因?yàn)閷?duì)時(shí)鐘來(lái)說(shuō) ，加 12等于不加 ， 即 x+12=x， 故 10點(diǎn) +8點(diǎn) =6點(diǎn) +12點(diǎn) =6點(diǎn)(12自然消失 )。 在 時(shí)鐘 的數(shù) 字系 統(tǒng)中 ， 12 是最 大的 數(shù) ， 稱為“ 模 ” (mod)。 (4)與 (+8)對(duì)模 12互為補(bǔ)數(shù) ， 或稱 (4)的 12的補(bǔ)碼是 12+(4)+8。 其它如 (5)與 (+7)， (6)與 (
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