第6章半导存储器和可编程逻辑器件VIP免费

第25页共6页A1B1A0B0+C1S1S0编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第25页共6页一、典型例题及其讲解例8.1可编程逻辑阵列（PLA）实现的组合逻辑电路如图8.1所示。（1）分析电路的功能，写出F1~F3的表达式；（2）若已知A1A0，B1B0为两个两位的二进制数，试证明电路实现的是二位二进制全加运算。（3）说明电路矩阵的容量，若改用PROM实现此电路，则矩阵的容量又应为多？解：PLA和PROM的结构大体相同，不同的PLA无论是“与阵列”还是“或阵列”均为编程结构，而PROM的“与阵列”为固定的，不可编程的结构，只有“或阵列”是可编程的。因此，在实现同一函数时，PLA通常要比PROM所用的矩阵容量少。1、根据图8.1中PLA“与”，“或”阵列输入，输出的关系，可直接得到输出函数F1~F3的表达式，即：F1=A0B0+A0B0F2=A1A0B1B0+A1A0B1B0+A1A0⋅B1+A1⋅A0B1+A1B1⋅B0+A1B1B0F3=A1B1+A1A0B0+A0B1B02、若A1A0，B1B0为两位二进制的加数，则满足运算规则其中{S0=A0⊕B0¿{S1=A1⊕B1⊕C0¿{C1=A1B1+(A1⊕B1)C0¿¿¿¿将S0S1C1写成“与”“或”式有：{S0=A0B0+A0B0¿{S1=A1A0B1B0+A1A0B1B0+A1A0B1+A1A0B1+A1B1B0+A1B1B0¿¿¿¿(8.1)∴F1=S0F2=S1F3=C1故电路实现的是两位二进制全加器3、由图8.1电路可知，矩阵的容量为的逻辑电路第26页共6页第25页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第26页共6页8×11+3×11=121（存储单元）若用PROM实现，则“与阵列”应为全译码阵列，这时矩阵容量应为：8×16+3×16=176（存储单元）例8.2用ROM设计组合逻辑电路，已知函数F1~F4为：F1(ABCD)=A⋅B+B⋅D+ACD+BCDF2(ABCD)=A⋅D+BCD+AB⋅CDF3(ABCD)=ABC+ACD+ACD+ABCF4(ABCD)=AC+AC+B+D试用PROM实现上述函数，并画出相应的电路解：用PROM实现逻辑函数，一般的步骤为：（1）确定输入变量数和输出端个数；（2）将函数化为最小项元和∑mi的形式；（3）确定各存储单元的内容；（4）画出相应的电路。由本题给定的条件，函数F1~F4写成最小项之和的形式为：F1=∑m(0.1.2.3.7.8.9.10.13.15)F2=∑m(0.2.4.6.9.14)F3=∑m(3.4.5.7.9.13.14.15)F4=∑m(0.1.2.3.4.6.7.8.9.10.11.12.13.14)矩阵的容量为：8×16+4×16=192（存储单元）根据PROM的“与阵列”固定，“或阵列”可编程的特点，可知与阵列为全译码阵列，或阵列由上述F1~F4的函数式决定。用PROM实现的函数F1~F4的电路见图8.2所示。例8.3试用PLA电路设计一个8421BCD码同步+进制计数器，画出PLA阵列图。解：8421BCD码+进制加法计数器的状态，转移关系如表8.2所示图8.2例8.2电路图第27页共6页第26页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第27页共6页若选用主从型JK触发器组成电路，则各触发器的状态方程如下：{Q0n+1=Q0n¿{Q1n+1=Q0nQ3n⋅Q1n+Q0nQ1n¿{Q2n+1=Q0nQ1nQ2n+Q0nQ1nQ2n¿¿¿¿（8.2）各触发器的激励函数及电路的输出函数分别为：{J0=K0=1¿{J1=Q0nQ3n,K1=Q0n¿{J2=K2=Q0nQ1n¿¿¿¿（8.3）输出方程：Y=Q0nQ3n（8.4）依照题意分析画出所设计电路的PLA阵列逻辑图如图8.3所示，表8.28421BCD码加法计数器状态转换表PLA阵列逻辑图CP第28页共6页第27页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第28页共6页例8.44位移位寄存器电路如图8.4所示。试用PLA和D触发器实现这一电路的逻辑功能，要求画出PLA的阵列图。解：由图8.4所示电路可得出：D1=DMD2=CM+MQ1nD3=BM+MQ2nD4=AM+MQ3n（8.5）当M＝0时，并行输入数据ABCD当M＝1时，左移位操作.现在以并行输入数据信号A、B、C、D，寄存器功能选择信号M和D触发器的状态信号Q1n，Q2n，Q3n，Q4n作为PLA的输入构成“与阵列”以各触发器的激励函数构成或阵列并作为PLA的输出，再与触发器连接，则可得到与原电路具有相同功能的PLA阵列图，如图8.5所示。例8.5试将4片三态输出的32字×4位ROM扩展或64字×8位ROM。解：电路如图8.6所示。具体实现步骤如下：图8.4例8.4的电路图第29页共6页第28页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第29页共6页（1）位扩展。因为给定的ROM每片只有4位，故需要2片RO...