[VIP专享]2线-4线译码器 基础强化训练

武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书
1 设计题目的理论分析
译码器的认识：
将二进制代码转换成对应的高低电平，以代表文字、符号或数码表示特定对象的过程称为译码，译码是前述编码的相反过程。

实现译码操作的逻辑电路就是译码器。

按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器之分。

译码器的输出，可以是对应编码的一位高低电平信号，也可以仍然是一个二进制码，结合显示器、译码器的输出二进制码将被利用来直接或间接地驱动显示器，显示被编码相应的文子、符号等。

2线-4线译码器：
常用的2线-4线译码器的集成芯片有74XX139、4555等型号芯片，74XX139型号芯片为输出低有效，4555芯片为输出高有效。

图2为2线-4线译码器的逻辑符号，图2中A1、A0为地址输入端，A1为高位端。

逻辑符号中输出、输入端的小圆圈表示低电平有效。

图1 74XX193 2线-4线译码器逻辑符号
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图2 Altium designer 原理图
Y3、Y2、Y1和Y0为译码器输出端。

E为使能端（或称选通信号控制端），低电平有效。

当E=0时，允许译码器工作，Y3、Y2、Y1、Y0中仅有一个为低电平输出；当E=1时，禁止译码器工作，所有输出Y3、Y2、Y1、Y0均为高电平。

一般使能端有两个用途：一是可以引入选通信号脉冲，以抑制冒险脉冲的发生；二是可以用来扩展输入变量数
（功能扩展）。

表一是2线-4线译码器74XX139的逻辑功能表，表中的1表示高电平，0表示低电平。

表1 2线-4线译码器74XX139功能表
译码输入变量译码输出变量
E A1A2Y3Y2Y1Y0
1X X1111
0001110
0011101
0101011
0110111
从表1中还可以看出，当E=0时，2线-4线译码器的输出函数分别是
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Y3=()01A A E
Y2=()01A A E
Y1=()01A A E
()01A A E
Y0=（1）可见，译码器的每一个输入函数对应输入变量的一组取值，当使能端有效（E=0）时，它正好是输入变量最小项的非。

因此变量译码器也称为最小项发生器。

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2. Simulink仿真
根据上一节中对设计题目的理论分析，在simulink进行电路仿真。

由于其中已经存
在一些数字模块了，故直接调用就可以了。

2.1 添加模块
通过理论上的分析，我们会发现这个模块中有4个模块，它们分别是：逻辑运算模块（Simulink-Math-Logical Operator）;离散脉冲源（Simulink-Sources-Disrcrete Pulse Generator）;常数源（Simulink-Source-Constant）;示波器（Simulink-Sinks-Scope）.将这四种模块各拖一个到新建的模型中。

图3 放置元件
2.2 修改模块参数
离散脉冲的参数：为了能得到00-11的脉冲序列，双击这两个模块来修改参数。

将周期（period）设为2，脉宽（Pulse Width）设为1，采样时间（Sample Time）分别为2、1，其余的采用默认值，并将它们命名为A1、A0。

这样设置后，A1，A0构成的两位二进制数将以4为周期，从00变化到11—即第一秒为00.....第四秒为11，然后第五秒又为00，如此循环下去。

示波器的参数：将示波器改为四输入的示波器即可，将示波器1改为两输入的示波器。

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图4 修改元件后仿真图
图5 2线-4线译码器
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3.实验结果及分析
3.1 检测A1A2的输出
将各模块摆放整齐，按照图连线。

最后，单击模型窗口中“”图标开始仿真。

双击打开示波器Scope1，可以看到离散脉冲源的输出结果。

图6 离散脉冲源的输出
在输入的波形图中我们可以看到，两位二进制A1，A0的确是从00变到11，离散脉冲源输出的波形是满足的。

3.2 E=1时的电路输出
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图7 使能端为1时输出结果
E=1时，输出的结果都是1.实验结果满足。

3.3 正常译码时的输出的结果
’
图8 正常译码时的输出结果
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实验里所得的结果完全正确，充分验证了译码器实验电路设计的正确性。

从实验过程中可以了解到Simulink强大的仿真功能。

主要是Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，采用这种方法设计，就像用笔和纸来画图一样容易。

比传统的仿真软件更直观、方便、灵活。

2线-4线译码器是编码器工作的逆过程，可以将地址转换为输出的高低电平。

由于Simulink中仿真软件模块已经存在了。

故直接调用即可。

再一次得体会到了Simulink的强大。

4 心得体会
通过本次基础强化训练，我基本了解了Simulink在电路仿真方面的功能，并且也学会了如何利用Simulink搭建简单的数字电路并得到仿真的实际结果。

在这次的译码器电路的设计中，我充分体会到了仿真对于实际操作的重要性。

最开始的时候，由于我对译码电路的了解还不是很深入，出现了许许多多的失误，比如;
A0、A1的位置弄颠倒了；题目没有看清楚而用到了除与非门之外的门电路。

这些都是不满足要求的。

如果没有进行仿真电路的设计，可能出现的就是次品，毫无实际的用处。

会浪费我们许多的时间、精力，金钱，最终还是得不偿失。

仿真正是为我们解决这些问题，减少我们不必要的失误。

相比较传统的一些仿真软件软件，Simulink已经成为动态系统建模和仿真方面应用最广泛的软件包之一。

它的魅力在于强大的功能和简便的操作。

作为MATLAB的重要组成部分，Simulink具有相对独力的功能和使用方法。

确切地说，它是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。

它支持线性和非线性系统图、连续时间系统。

离散时间系统等，而且系统图可以是多进程的。

在本次的实验中，我也充分体会到了这一点。

学习的初期，A0、A1的输出是用常熟源，每一次的输出状态都必须双击修改器件的电平值才能进行修改的，过程进行的非常不方便。

在了解了它的动态仿真系统的优势之后，我学会了用数字电路中的离散脉冲源，它可以使A0、A1连续输出00到11，而实验的结果可以用示波器检测到。

使实验的操作简单多了。

这一次的电路仿真也让我体会到了模块化程序设计的重要性，刚拿到题目时。

我的心中是一片茫然。

不知道如何下手。

在对译码器电路和Simulink软件有了一些初步的了解后，我知道了译码器的制作可以从一些小的门电路模块开始。

其实在现实的生活中，一些重大任务或重要的工程，在我们的面前就像不可完成一样。

但是将任务分块之后，每次完成一小步后。

有一天，我们回过头来发现自己居然已经完成了。

这一次的基础强化训练让我收获颇深，加深了我学软件的兴趣。

明白了在任务中学习是最重要的，也是让我们学的最快的方法。

今后我也会继续努力，争取将这个强大的软件学深，学透。

参考文献不少于3篇
[1] 伍时和主编. 数子电子技术基础. 清华大学出版社
[2] 刘敏魏玲主编. MATLAB通信仿真与应用. 国防工业出版社
[3]周建兴主编MATLAB从入门到精通人民邮电出版社
[4]丁敏峰编著MATLAB混合编程电子工业出版社
[5]高海宾辛文胡仁喜编著Altium Designer 10 从入门到精通机械工业出版社。