汽车电工电子技术课件 任务2组合逻辑电路

9.2组合逻辑电路演讲人数字电路根据工作特点的不同，可以将其分成两大类，一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路，两者无论是在电路结构上还是在工作原理和使用方法上，都有着截然的不同，让我们先来学习组合逻辑电路。组合逻辑电路是指任意时刻该电路的输出只与当前的输入状态有关，而与以前的输入无关。组合逻辑电路在电路结构上具有两个基本特点：第一，构成的基本逻辑单元是各种门电路，不包含记忆元件，即组合逻辑电路没有记忆功能；第二，没有反馈支路，意味着信号只具备从输入向输出单向传递的通道。

9.2.1组合逻辑电路的定义及特点一个组合逻辑电路既可以有多个输入端，也可以有多个输出端，其中每一个输出都是若干输入量的逻辑函数，组合逻辑电路的一般结构如图9.13所示。

9.2.1组合逻辑电路的定义及特点图9.13组合逻辑电路的结构示意图所谓组合逻辑电路的分析，就是根据已知的逻辑电路图，找出输出与输入间的逻辑关系，进而分析出该电路的功能。其分析步骤为：（1）写出并化简输出的逻辑函数表达式。从输入开始，根据每级门的结构和逻辑功能，逐级推导，直到最终写出某个输出的逻辑函数表达式。若所得表达式不是最简，可将其化简成最简与或表达式。（2）列出真值表。列出输入状态的所有取值组合及与之对应的输出函数值。（3）分析电路功能。根据真值表或直接从逻辑表达式中总结归纳出该电路实现的逻辑功能并用文字描述出来。

9.2.2组合逻辑电路的分析

应用案例9-3

应用案例9-3由以上真值表可以看出，对于输出Y来说，当三个输入变量中至少有两个是1时，输出为1，即该电路符合了“少数服从多数”的逻辑规则，或相当于实现了三人表决器的逻辑功能。对于输出F来说，变量C相当于主裁判，当C为1时，不管A、B的状态如何，输出为1；而当C为0时，只有A、B的状态同时为1时，输出也为1。表9-4案例9-3的真值表组合逻辑电路的设计就是根据实际问题的逻辑功能要求，设计出能实现这一逻辑关系的最简或符合要求的逻辑电路。其分析步骤为：（1）列出真值表。根据事情的因果关系，将引起事情的原因定为输入变量，事情的结果定为输出变量，并进行逻辑赋值，然后将输出与输入的逻辑关系用真值表的形式列出。（2）写出输出函数表达式并进行化简。把真值表中所有输出为1的各项用输入变量的最小项形式表示再相加，其中当输入变量取值为1时用原变量代替，输入变量取值为0时用反变量代替。如有必要，将输出函数表达式化简成最简与或表达式或符合题目要求的表达式。（3）画出逻辑电路图。根据表达式选择合适的门电路，画出逻辑电路图。

9.2.3组合逻辑电路的设计

应用案例9-4

应用案例9-4表9-5案例9-4的真值表

应用案例9-4图9.21组合逻辑电路的设计常用的组合逻辑电路很多，如加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器等等，下面着重介绍译码器。译码器是数字电路中常用的一种多输入、多输出的器件，其功能是对具有特定含义的输入代码进行翻译，将其转换成相应的输出信号，是编码的逆过程。它不仅可用于不同代码的转换，还可以用来进行十进制数字的显示，以及数据分配、存储器寻址和作单片机的外围芯片用于组合控制信号等。译码器的种类很多，但它们的工作原理和分析方法区别不大，其中用的较多的有二进制译码器、二-十进制译码器和数字显示译码器，根据使用场合和功能需要可选用不同种类的译码器。下面主要介绍两种常用的译码器芯片功能及使用方法。

9.2.4常用译码器及显示电路1.74LS138译码器74LS138芯片是一种用途比较广泛的通用二进制译码器，它的输入变量是3个，输出变量是8个，当每个输出被译中时只表示对应的一组输入变量的组合，即每一个输出对应了输入变量的一个最小项，因此，若在输出端加上适当的门电路就可以利用它实现3变量的组合逻辑函数。（1）74LS138管脚示意图如图9.14所示是74LS138译码器的管脚排列示意图。

9.2.4常用译码器及显示电路各管脚的功能如下：A2、A1、A0：三个译码输入端，也称为地址选择端，如当A2A1A0=010时，则选中输出Y2有效，其它无效。若当A2A1A0=101时，则选中输出Y5有效，其它无效，以此类推。

：八个译码输出端，低电平有效。

：使能端，S1高电平有效，

低电平有效，即当

时允许译码，否则禁止译码。GND：接地端；VCC：正电源端，一般接+5V。

9.2.4常用译码器及显示电路图9.1474LS138管脚示意图（2）74LS138的逻辑功能74LS138译码器的逻辑功能见表9-2所示。

9.2.4常用译码器及显示电路表9-274LS138的真值表（3）74LS138的应用合理地使用使能端或选用多片74LS138芯片，可以用其构成数据分配器，用于数码显示电路或扩展成更高一级的译码器，也可以用它来实现逻辑函数，现举例说明：用74LS138芯片来实现逻辑函数。首先将该逻辑函数写成最小项表达式，

9.2.4常用译码器及显示电路令A2=A，A1=B，A0=C，实现该逻辑函数的连线示意图如图9.15所示。

9.2.4常用译码器及显示电路图9.15用74LS138实现逻辑函数连线示意图2.显示译码器74LS48（1）LED数码管LED数码管又称为七段码显示器，它是将七个条形的发光二极管封装在一起，如图9.16所示，组合成一个数字“8”的形状，通过控制每个发光二极管的亮与灭，即可显示0~9十个不同的数字或简单的字符，当需多位数字显示时还可显示小数点，此时也可称为八段数码管。它控制简单，使用方便，功耗低，是常用的数字显示器件。

9.2.4常用译码器及显示电路图9.16LED数码管管脚排列LED数码管按其内部发光二极管的连接形式可分为共阳极和共阴极两种结构。共阳极接法是将所有发光二极管的阳极连接在一起，接在正电压上，通过限流电阻控制其阴极电平的高低来决定其暗或是亮，若a段接的是高电平，b段接的是低电平，则a段不亮，b段点亮；共阴极接法是将所有发光二极管的阴极连在一起，并将其接地，通过限流电阻控制其阳极为高电平或是低电平来决定其亮或是暗，若a段接的是高电平，b段接的是低电平，则a段亮，b段不亮。LED数码管的内部接法如图9.17所示。

9.2.4常用译码器及显示电路（a）共阳极（b）共阴极

图9.17LED数码管内部接法（2）显示译码器74LS48七段显示译码器能够把输入的8421BCD码翻译成驱动七段LED数码管各段所需要的电平，再通过数码管显示出不同的十进制数字。共阳极的LED数码管需要搭配输出低电平有效的译码器来驱动，如74LS47等。共阴极的LED数码管则需搭配输出高电平有效的译码器来驱动，如74LS48等，下面以74LS48为例来介绍显示译码器。74LS48芯片的管脚排列如图9.18所示。

9.2.4常用译码器及显示电路图9.1874LS48管脚排列示意图74LS48各管脚的逻辑功能如下：D、C、B、A：四个8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：七个译码输出端，对应驱动共阴极数码管的各段。：试灯输入端，低电平有效，当，时，不管其它输入端是什么状态，a~g全为“1”，7个字段都点亮，显示数字8，该功能用于判别是否有损坏的字段。：静态灭灯输入端，低电平有效，当时，不管其它输入端是什么状态，a~g全为“0”，七段数码管熄灭。：动态灭零输入端，当，，DCBA=0000时，a~g全为“0”，七段数码管熄灭，主要用于多个7段数码