对于编码器、译码器、加法器、数据比较器、数据选择器等各类成品的组合逻辑集成电路的识别,只需按照电路的型号去查相应手册,了解它的功能和各引脚信号,确定它在电路中所起的作用,对它内部电路的具体结构就没有分析的必要了。识别分析的对象是那些用分立逻辑门连接成的组合电路。
图4-43 异或门换相波形和74LS86N应用实例
a)异或门的功能变换 b)74LS86N应用实例
1.组合逻辑电路识别操作的基本步骤
(1)分析信号传输线路,确认电路类型(有反馈结构的不属于组合电路)。
(2)确认电路对各信号有效电平的要求及有无直观示意类型的逻辑符号。
(3)确定电路输入信号、输出信号的数量及它们之间的逻辑关系(必要时应写出各输出信号的逻辑表达式、列出真值表)。
(4)分析电路的工作原理。
以上步骤是组合电路识别、分析的思路,具体操作方式可视实际电路的繁简而定。
2.使用OC逻辑门组合电路的识别实例
图4-44为8031扩展多个外中断源电路,是OC驱动门(7407)的“线与”应用实例。
图4-44 8031扩展多个外中断源电路
7407的驱动门在电路中起隔离和同相传输的作用,接在8031单片机INT1信号输入端(⑬脚)的四个驱动门由线路连接方式构成“线与”(即接线具有与逻辑功能)。这样就为8031的INT1信号端扩展了多个外中断源。
3.使用多路开关的逻辑电路实例
图4-45为单片机内部的定时器T1的电路结构框图(工作方式2是指定时寄存器TL1、TH1的使用与其他方式不同)。
图4-45 8031定时器T1的(工作方式2)电路结构框图
8031的定时器T1工作时要通过电子开关把定时(或计数)脉冲送入定时寄存器。电子开关闭合接通定时寄存器的条件是:GATE=0(无效)、(无效)至少有一个具备,同时TR1=1(有效),即
式中,GATE和TR1是8031定时寄存器发出的信号,INT1是片外信号。
4.成品译码器在逻辑电路中的应用实例
图4-46为数字式热敏电阻温度计电路,电路使用了译码器74LS139。(www.xing528.com)
图4-46 数字式热敏电阻温度计电路
热敏电阻RT随环境温度而输出模拟电压送入ADC0809(A-D转换电路)的输入端,转换为8位二进制数码由数据口D7~D0输出。单片机8031由P2.7、P2.6、P2.5输出相应信号,经74LS139译码。Y1端输出低电平,打开74LS02的两个或非门,8031再通过RD、WR信号操作对ADC0809的读、写。表示温度的数字式数据在变换为驱动显示器的信号显示出来(这部分电路未画)。电路中或非门的应用方式由读者自行分析,不再重复。
5.三态门的使用实例
图4-47为单片机8031扩展串行E2 PROM(电擦除式的可编程只读存储器)59308电路。
图4-47 8031扩展串行E2 PROM的电路
电路中8031由P1.1输出高电平直送59308的CS(片选)信号输入端,用串行口的发送端(TXD)为E2 PROM芯片59308发送时钟(CLK)信号。为满足59308的时序要求,信号须经非门(7404)倒相。8031的串行输出、输入都由P3.0(RXD)端执行,用与门(7408)和三态门(74125)作串行数据的可控收、发,P1.0作收发控制端。P1.0=0时,与门被封锁,三态门打开,8031接收59308DO端发出的数据;P1.0=1时,与门打开、三态门为高阻态、8031发送数据到59308的DI端。
图4-48为单片机8031扩展定时/计数器(Z80CTC)的电路。
电路的控制信号的连接用组合逻辑电路组成。
由Z80CTC发给8031的信号只有中断请求信号(),送到8031的,两边都是低电平有效,可直接连接。ALE信号经过单稳电路延时作为Z80CTC的时钟信号。
图4-48 单片机8031扩展定时/计数器的电路
由8031发出的控制信号有6个,组合成3个对Z80CTC的控制信号。
信号之间的逻辑关系是:
读信号
取指令第1机器周期
CPU向外设发出的外设请求信号
只要8031发出的控制信号按上述逻辑表达式组合后满足Z80CTC的要求,Z80CTC就会按8031的指令去执行。涉及Z80CTC的工作原理的内容这里不再做具体分析。
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