西北工业大学：《数字电子技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三节 可编程逻辑阵列（PLA）

第三带可編蜜舞陴列(PLA) ROM:与阵列是固定的,是不可编程的,叫做完全译码器, 如果有n位地址输入,与阵列就必须存储2n个最小项。或阵列 根据需要是可编程的。 ROM的缺点:不使用的最小项占用存储容量。 PLA特点与阵列、或阵列都是可编程的,不使用的最 小项不占用存储容量。 一、PLA的结构与工作原理 地址码与阵列与阵列存放的不是最小项,而是与项 逻辑函数不用最小项之和表达式,而 是用最简与-或表达式。 或阵列位线》与项相加,可编程

ROM:与阵列是固定的，是不可编程的，叫做完全译码器， 如果有n位地址输入，与阵列就必须存储2 n个最小项。或阵列 根据需要是可编程的。 ROM的缺点：不使用的最小项占用存储容量。 PLA特点:与阵列、或阵列都是可编程的，不使用的最 小项不占用存储容量。 一、PLA的结构与工作原理 地址码 与阵列 字 线 或阵列 位线 与阵列存放的不是最小项，而是与项。 与项相加，可编程 逻辑函数不用最小项之和表达式，而 是用最简与－或表达式

例:用PA实现4位二进制到格雷码的转换。 解:1、列状态转换真值表 2、写出逻辑函数最简与一或式。 A|B「c|Dw|XYz 写出与-或表达式有几种方法? 0000000|0 000 0001 ★卡诺图法。 0010001 ★直接观擦法。 0010 WEA 000110 地址译码器输 0 0111 X=AB=AB+AB出字线是7个 10010 Y=BAC=BC+BC与项而不是最 10 Z=c⊕D=CD+CD小项。 0001100 001 令字线:=AB3=BCB6=CD 01011 P=AB P=BC P=AB P=CD 0010 01 10100 格雷码N=2=P+P6 = 输出:X=P1+F 4≯會

例：用PLA实现4位二进制到格雷码的转换。 A B C D W X Y Z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 解：1、列状态转换真值表 2、写出逻辑函数最简与－或式。 写出与－或表达式有几种方法？ ★卡诺图法。 ★直接观擦法。 W=A X=A⊕B Y=B⊕C Z=C⊕D = AB + AB = BC + BC = CD +CD 地址译码器输 出字线是7个 与项而不是最 小项。 令字线： P0 = A P1 = AB P2 = AB P3 = BC P4 = BC P5 = CD P6 = CD W=P0 X=P1+P2 Y=P3+P4 Z=P5+P6 格雷码 输出：

3、画PLA阵列图 ★有几个与项画几条字线 ★4个地址变量,八条线 原、反变量都需要。 P=A P=AB P=AB P=BC P=CD P=CD B 与阵列存储容量为:8X7=56 B ★或阵列是与项相加 或阵列存储容量为:4X7=28 D D 总存储容量为:84 WW=Po同样一个码制变换电 XX=P1+P2路,ROM占用192个 FYR3+4存储单元,而PLA只 z=P+P 占用84个存储单元。 用同样的硅片面积門A可以实现更多逻辑功能

★4个地址变量，八条线， 原、反变量都需要。 A A B B C C D D ★有几个与项画几条字线。 P0 = A P1 = AB P2 = AB P3 = BC P4 = BC P5 = CD P6 = CD P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 3、画PLA阵列图 W=P0 X=P1+P2 Y=P3+P4 Z=P5+P6 W X Y Z 与阵列存储容量为：8X7=56 或阵列存储容量为：4X7=28 总存储容量为：84 同样一个码制变换电 路，ROM占用192个 存储单元，而PLA只 占用84个存储单元。 用同样的硅片面积PLA可以实现更多逻辑功能。 ★或阵列是与项相加

、用[A设计时序电路 外输入用PLA实现 外输出 组合电路 用触发器网络实现 存储电路 R 触发器网络包含若干个触发器,触发器输入接收 PLA或阵列输出信号,触发器网络输出反馈到PLA与 阵列的输入,与外输入共同决定外输出

用PLA实现 组合电路 用触发器网络实现 存储电路 外输入 外输出 内 输 出 内 输 入 CP RD 触发器网络包含若干个触发器，触发器输入接收 PLA或阵列输出信号，触发器网络输出反馈到PLA与 阵列的输入，与外输入共同决定外输出

例:用PL0820同步计数器及7段显示译码电路。 咒计讦發器,再設计亙示、译码 在第七章已经学过同步计数器分析与设计方法。 ★首先列出8421BCD同步★选用D触发器,其特征方程为: 计数器状态转换表 O+=D由卡诺图求次态 @=er 00 o oI 0000 0 01 000 0|0 10 01[o0X0dx+ 00 0 0‖0 0 0 00 0100040100共八个与项 0101 0 0+=D=92Q+QQ 0110‖0 n+1 D3=3Q2Q+391+g39 0111 0 n+1 000‖1 11000 11000 D2=4Q291+Q291 100 o=D=2

Q4Q3 Q2Q1 00 01 11 10 10110100 在第七章已经学过同步计数器分析与设计方法。 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 4 n+ Q 1 3 n+ Q 1 2 n+ Q 1 1 n+ Q4 Q3 Q2 Q1 Q ★首先列出8421BCD同步 计数器状态转换表 ★选用D触发器，其特征方程为： Q D n = +1 = = + 4 1 Q4 D n X 0 1 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 Q3 Q2 Q1 +Q4 Q1 3 3 2 1 3 1 3 2 1 Q3 D Q Q Q Q Q Q Q n = = + + + 2 4 2 1 2 1 1 Q2 D Q Q Q Q Q n = = + + 1 1 1 Q1 D Q n = = + 共八个与项 由卡诺图求次态 1 4 n+ Q

O DI O D 4 3 2 CP

Q D 2 1 Q D 3 1 Q D 1 1 Q D 4 1 & & & CP

再设没:823段泽鸡、显示电路 列出8428CD段译码真值表: DC 0001 0 CB Aalblcldelfg显示 001000000001 11 00101 00111|1 01000100102 000 001 01 01001 01100 a= dCBa+cBa 010 00100 b=cBa+cBa 01100100000 =CBA 011100 0123456789 d=CBa+CBA+DCBa 00100000000 e=A+CBa 0010000 f= BA+ DCBa+CBa CBA+CB

D C B A a b c d e f g 显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 6 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 9 a = D C BA + C B A b = C BA +CB A c = CB A d = C B A +CBA + D C BA e = A + C B A f = BA + D C B A + CB A g = CBA + D C B DC BA 00 01 11 10 10110100 10 1  00 000 0  0   a

用L0581280D同步计数器及7段显示泽码电路,设计框图 4D Q4→D 计数 译码盟 七段 LED Q 令:DcBA=Q4Q3Q2Q1 a=DCBA+CBA=0403012+030221-P0+P b=CBA+CBA=0322 21+ 232221=P+P C=CBA=0322 01=P4 共9个与项 d=CBA+CBA+DCBA=03 2221+2322 21+04 032221=P+P+P e=A+CBA=2+23222=p+P f=BA+ DCBA+CBA=22 21+2322 21+04 032221=P+P+P 8=CBA+DCB=23 2221+2423 22=P+P 国等时雨4》食

4D 计数器 译码器 七段 LED Q4 Q3 Q2 Q1 DCBA abg CPR 令：DCBA=Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 a = D C BA + C B A b = C BA +CB A c = CB A d = C B A +CBA + D C BA e = A + C B A f = BA + D C B A + CB A g = CBA + D C B = Q 4 Q 3 Q 1 Q1 + Q3 Q 2 Q 1 = Q3 Q 2 Q1 + Q3 Q2 Q 1 = Q 3 Q2 Q 1 = Q3 Q 2 Q 1 + Q3 Q2 Q1 + Q 4 Q 3 Q 2 Q1 = Q1 + Q3 Q 2 Q 1 = Q2 Q1 + Q 3 Q2 Q 1 + Q 4 Q 3 Q 2 Q1 = Q3 Q2 Q1 + Q 4 Q 3 Q 2 = P0 + P1 = P2 + P3 = P4 = P1 + P5 + P0 = P6 + P1 = P7 + P4 + P0 = P5 + P8 共 9个与项

O4=D4=0322 21+042 译码、显示8421BCD计数器 3=D3=Q3Q9+9391+Q3Q2 CP Q2=D2=Q4Q2Q+Q2Q1限 义三与阵列(与项 /Q 地址译码器 a=Q4Q2Q29+g9291=B+ 或阵列 b=03 0221+ O3o2 Q1=P+P C=0, 0,0,=P4 与项相加 d=230201+032221+040302Q1-P+P+P e=g+93Q291=P+ f=222+23 0201+0403022=P+P+P

/R /Q D Q /R /Q D Q /R /Q D Q /R /Q D Q 3 2 4 1 CP /R /Q1 Q1 /Q2 Q2 /Q3 Q3 /Q4 Q4 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 1 1 1 Q1 D Q n = = + 2 4 2 1 2 1 1 Q2 D Q Q Q Q Q n = = + + 3 3 2 1 3 1 3 2 1 Q3 D Q Q Q Q Q Q Q n = = + + + 4 3 2 1 4 1 1 Q4 D Q Q Q Q Q n = = + + = P0 + P1 = P2 + P3 = P4 = P1 + P5 + P0 = P7 + P4 + P0 = P6 + P1 = P5 + P8 Q4 Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 a = + Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 b = + Q3 Q2 Q1 c = d = Q3 Q2 Q1 +Q3 Q2 Q1 +Q4 Q3 Q2 Q1 Q1 Q3 Q2 Q1 e = + Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q1 f = + + Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 g = + a b c d e f g 译码、显示 8421BCD计数器 与阵列（与项） 地址译码器 或阵列 与项相加