【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能，數(shù)據(jù)選擇器的輸出Y與輸入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)選擇地址線的關(guān)系可寫成函數(shù)表達(dá)式為 式中mi是An1~A0組成的最小項(xiàng)，Di是對應(yīng)輸入通道上的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)選擇器除方便的實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)選擇、并行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行輸出等用途外，還可以實(shí)現(xiàn)一般組合邏輯函數(shù)。利用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一般組合邏輯電路的方法為：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求列出邏輯函數(shù)的真值表，寫出邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和表達(dá)式。（2）根據(jù)函數(shù)的輸入變量數(shù)，選擇數(shù)據(jù)選擇器。一般含有n個(gè)變量的邏輯函數(shù)，最好選取大于等于(n1)個(gè)地址輸入端的數(shù)據(jù)選擇器。 （3）將邏輯函數(shù)中的部分變量等于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入信號(hào)，邏輯函數(shù)的輸出等于數(shù)據(jù)選擇器的輸出，并寫出數(shù)據(jù)選擇器的輸出表達(dá)式。（4）將邏輯函數(shù)表達(dá)式與數(shù)據(jù)選擇器功能表達(dá)式對比，求出數(shù)據(jù)選擇器對應(yīng)通道上所接數(shù)據(jù)信號(hào)的值或表達(dá)式。（5）畫出連線圖并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 設(shè)計(jì)舉例 試用集成雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153構(gòu)成1位全加器運(yùn)算電路。 解：(1). 根據(jù)全加器邏輯功能，列出其真值表 Ai Bi Ci1 Si Ci 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 (2). 由真值表，寫出邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和表達(dá)式 (3). 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153的輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)與或表示式為 (4). 令74LS153中第1個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的地址線1A1A0分別接全加器的輸入信號(hào)Ai、Bi；第1個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的輸出1Y作為全加器的輸出Si。對照兩表達(dá)式，即可求出第1個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的對應(yīng)輸入通道的數(shù)據(jù)為 ，，同理，令74LS153中第2個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的地址線2A2A0接全加器的輸入信號(hào)Ai、Bi；第2個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的輸出2Y作為全加器的輸出Ci。對照兩表達(dá)式，即可求出第2個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的對應(yīng)輸入通道的數(shù)據(jù)為 ， ， ， (5)。1ST、2ST是74LS153的使能端，低電平有效。2. 數(shù)值比較器 在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字量比較的電路稱為數(shù)值比較器。數(shù)值比較器的輸入是要進(jìn)行比較的二進(jìn)制數(shù)，輸出是比較的結(jié)果。 74LS85是4位集成數(shù)值比較器。圖中A3~A0、B3~B0是兩個(gè)待比較的4位二進(jìn)制數(shù)；A＞B、A=B、A＜B是3個(gè)級(jí)聯(lián)輸入端，可以輸入低位數(shù)值比較的結(jié)果，通過這3個(gè)輸入端與其它數(shù)值比較器相連，可以組成位數(shù)更多的數(shù)值比較器；FA＞B、FA=B 、FA＜B是比較結(jié)果輸出端。 實(shí)驗(yàn)7 集成觸發(fā)器功能測試及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理1. 觸發(fā)器觸發(fā)器是數(shù)字電路中最重要的單元電路之一，它可以保存1位二進(jìn)制數(shù)碼，有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出和，其中的狀態(tài)稱為觸發(fā)器的狀態(tài)。觸發(fā)器的工作特點(diǎn)是：當(dāng)無外加觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器保持一種穩(wěn)定狀態(tài)不變；在外加信號(hào)作用下，觸發(fā)器可以從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種穩(wěn)定狀態(tài)。觸發(fā)器按結(jié)構(gòu)分類，可分成異步和同步觸發(fā)器。異步觸發(fā)器的狀態(tài)直接受邏輯輸入端信號(hào)的控制，每當(dāng)邏輯輸入端信號(hào)發(fā)生變化時(shí)其狀態(tài)均可能產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)；同步觸發(fā)器的狀態(tài)由時(shí)鐘脈沖CP控制，每當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP到來且邏輯輸入端信號(hào)合適時(shí)觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)。按觸發(fā)方式分類，可分為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)（又分為上升沿、下降沿觸發(fā)）。按邏輯功能分類，可分成RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。目前應(yīng)用最多的是JK和D觸發(fā)器。需要注意的是由于觸發(fā)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，即使同一種邏輯功能的觸發(fā)器可能有不同的觸發(fā)方式，例如JK觸發(fā)器，有的是下降沿觸發(fā)，也有的是上升沿觸發(fā)。描述觸發(fā)器的方法有狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、波形圖來描述。觸發(fā)器的特征方程是表示其邏輯功能的重要邏輯函數(shù)，在分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路時(shí)常用來作為判斷電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的依據(jù)。表 列出了常用觸發(fā)器的邏輯符號(hào)和特征方程。2. 同步時(shí)序邏輯電路所謂時(shí)序邏輯電路是指其任一時(shí)刻的輸出不僅與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而且與電路的原有狀態(tài)有關(guān)，即與以前的輸入信號(hào)有關(guān)。所以時(shí)序電路中必須含有能對前一時(shí)刻的狀態(tài)進(jìn)行寄存的電路，這個(gè)寄存電路一般有觸發(fā)器組成。根據(jù)寄存電路中觸發(fā)器狀態(tài)變化的特點(diǎn)，可將時(shí)序電路分為同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路兩大類。在同步時(shí)序邏輯電路中，所有觸發(fā)器的時(shí)鐘均連接在一起，在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖的作用下，所有觸發(fā)器的狀態(tài)同時(shí)發(fā)生變化。所謂分析時(shí)序邏輯電路，是指根據(jù)給定的邏輯電路圖，在輸入及時(shí)鐘脈沖作用下，找出該電路的狀態(tài)及輸出的變化規(guī)律。 就是由JK觸發(fā)器構(gòu)成的同步時(shí)序邏輯電路，對該電路的分析如下。（1）寫電路方程式① 時(shí)鐘方程：，該電路是同步時(shí)序邏輯電路，一般可以不寫。② 輸出方程：③ 驅(qū)動(dòng)方程：F0：；F1：；F2： 。（2）求狀態(tài)方程JK觸發(fā)器的特征方程為 ，將每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程分別代入到各自的特征方程中，得到的狀態(tài)方程為 （3）列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表假設(shè)電路的初始狀態(tài)，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及輸出如表 。 現(xiàn) 態(tài)次 態(tài)輸 出 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1（4）畫電路的時(shí)序波形圖 （5）從電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表看出，該電路是3位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，Z是進(jìn)位輸出信號(hào)。3. 異步時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路的另一類就是異步時(shí)序電路，在異步時(shí)序邏輯電路中，沒有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖，有的觸發(fā)器的時(shí)鐘與時(shí)鐘脈沖相連，而有些觸發(fā)器的時(shí)鐘不與時(shí)鐘脈沖相連，各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)的變化由各自的時(shí)鐘脈沖信號(hào)控制。異步時(shí)序邏輯電路的分析與同步時(shí)序電路相似。但要注意的是分析異步時(shí)序電路時(shí)，必須把觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖信號(hào)也作為一個(gè)控制函數(shù)，并在狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表中標(biāo)明觸發(fā)器的觸發(fā)端有無規(guī)定的上升沿或下降沿。，其分析過程如下。（1）寫電路方程式 ① 時(shí)鐘方程 CP0=CP。 ② 輸出方程 ③ 驅(qū)動(dòng)方程 F0：J0=K0=1；F1：J1=K1=1；F2：J1=K1=1 。（2）求狀態(tài)方程JK觸發(fā)器的特征方程為 ，將每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程分別代入到各自的特征方程中，得到的狀態(tài)方程如下，不過要寫注明每個(gè)方程有效的時(shí)鐘條件。 （CP下降沿到來后有效） （下降沿到來后有效） （下降沿到來后有效） （3）列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 假設(shè)電路的初始狀態(tài)，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及輸出如表 。由于電路是異步方式工作，一般要列出每個(gè)觸發(fā)器的觸發(fā)時(shí)鐘是否有效，“1”標(biāo)明有效，“0”無效。 現(xiàn) 態(tài)次 態(tài)輸 出CP2 CP1 CP0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0