优先编码器

集成优先编码器举例——74148（8线-3线） 注意：该电路为反码输出。EI为使能输入端(低电平有效)，EO为使能 输出端(高电平有效) ，GS为优先编码工作标志(低电平有效)。
EO
GS
A0 ≥1
A1 ≥1 & &
A2 ≥1
≥1
&
&
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
EI
四．编码器的应用
重新整理得：
A S8 S 9
B S 4 S5 S 6 S 7
S0 S1 S2 S3 VCC 1kΩ ×10
A
B
C
D
&
&
&
&
C S 2 S3 S 6 S 7
D S1S3 S5 S7 S9
（3）由表达式画 出逻辑图：
S4 S5 S6 S7 S8 S9
（4）增加控制使能标志GS ：
当按下S0～S9
A3A2 A1 A0
具有无效0消隐功能的多位数码显示系统
4.3 数据选择器
一、 数据选择器的基本概念及工作原理
数据选择器——根据地址选择码从多路输入数据中选择一路，送到输出。
数 D1 据 输 入 Dn 2-1
D0
Y
数 据 输 出
图4.3.1
„
n位地址选择信号 数据选择器示意图
例：四选一数据选择器
m3 m5 m6 m7
用一片74138加一个与非门 就可实现该逻辑函数。
例4.2.2 某组合逻辑电路
的真值表如表4.2.4所示， 试用译码器和门电路设计
该逻辑电路。
解： 写出各输出的最小
项表达式，再转换成
与非—与非形式:
L ABC ABC ABC ABC m1 m2 m4 m7 m1 m2 m4 m7
出0，显示器全灭。因此BI称为灭灯输入端。
作输出端使用时，受控于RBI。当 RBI=0，输入为0的二进制码0000 时，RBO=0，用以指示该片正处于灭零状态。所以，RBO 又称为
灭零输出端。
将BI/RBO和RBI配合使用，可以实现多位数显示时的 “无效0消隐”功能。
0
a„g
R BI R BO
a„g
A3 A2 A1 A0
D7 D6 D 5 D4 D3 D2 D1 D0
2．实现组合逻辑函数
（ 1 ）当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相 同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。 例4.3.1 试用8选1数据选择器74151实现逻辑函数：
L AB BC AC
解： 将逻辑函数转换成最小
4.2
译码器
一．译码器的基本概念及工作原理
译码器——将输入代码转换成特定的输出信号
例：2线—4线译码器
写出各输出函数表达式：
Y0 EI AB
Y2 EI AB
画出逻辑电路图：
Y1 EI AB
Y3 EI AB
Y0 & Y1 & Y2 & Y3 &
EI
1
A B
1
1
二、集成译码器
1.二进制译码器74138——3线—8线译码器
第四章 组合逻辑模块及其应用
4.1 编码器
一.编码器的基本概念及工作原理
编码——将特定的逻辑信号编为一组二进制代码。 能够实现编码功能的逻辑部件称为编码器。 一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数 编码。
N和n之间满足下列关系:
2 n≥N
例：设计一个键控8421BCD码编码器。
A VCC S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 1kΩ ×10 B C D
编码器真值表 输 I0 1 0 0 0 0 0 0 0 I1 0 1 0 0 0 0 0 0 I2 0 0 1 0 0 0 0 0 I3 0 0 0 1 0 0 0 0 I4 0 0 0 0 1 0 0 0 入 I5 0 0 0 0 0 1 0 0 I6 0 0 0 0 0 0 1 0 I7 0 0 0 0 0 0 0 1 输 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 出 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1
1．数据选择器的通道扩展 用两片74151组成 “16选1”数据选择器
Y ≥1 Y &
Y
Y 74151(2)
Y
Y 74151(1)
G A2 A1 A0
D7 D6 D 5 D4 D 3 D2 D1 D0 1
G A2 A 1 A 0
D7 D 6 D5 D4 D3 D2 D 1 D0
D1 5D1 4 D1 3 D1 2D1 1 D1 0 D 9 D8
数 据 输 出
用译码器设计一个“1线-8线”数据分配器
数 据 输 D 入 1 0
G2A G1 G2B
Y0 Y1 Y2 Y 74183 3 Y4 Y5 Y6 Y7
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 数 据 输 出
A2 A 1 A0 地址选择信号
四、数字显示译码器
常用的数字显示器有多种类型，按显示方式分，有字型重叠式、点 阵式、分段式等。 按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管(LED)显示器、 荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器等。
例4.3.2 试用4选1数据选择器实现逻辑函数：
L AB BC AC
解：将A、B接到地址输入端，C加到适当的数据输入端。
G D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 1 1 1 1
1 2 3 4 5 6 7 8
1 & ≥1
Y 1 Y Vcc D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
16 15 14 13 12 11 10 9
A0 A1 A2
74151
1
D3 D2 D1 D0 Y
Y G GND
三、数据选择器的应用
1．七段数字显示器原理
g f
COM
a b
a f e d
COM
g
b c
DP
e d
c DP
按内部连接方式不同，七段数字显示器分为共阴极和共阳极两种。
C OM
a
b c
d
e
f
g DP
a
b
c
d
e
fБайду номын сангаас
g DP
C OM
2．七段显示译码器7448
七段显示译码器7448是一种 与共阴极数字显示器配合 使用的集成译码器。
7448的逻辑功能：
（1）正常译码显示。LT=1，BI/RBO=1时，对输入为十进制数 l～15 的二进制码（0001～1111）进行译码，产生对应的七段显示码。 （2）灭零。当LT=1，而输入为0的二进制码0000时，只有当RBI =1 时，才产生0的七段显示码,如果此时输入RBI =0 ，则译码器的a～ g输出全0，使显示器全灭；所以RBI称为灭零输入端。 （3）试灯。当LT=0时，无论输入怎样，a～g输出全 1，数码管七段 全亮。由此可以检测显示器七个发光段的好坏。 LT称为试灯输入 端。 （ 4 ）特殊控制端 BI/RBO 。 BI/RBO 可以作输入端，也可以作输出端。 作输入使用时，如果 BI=0 时，不管其他输入端为何值， a ～ g 均输
&
Y7 Y6 Y Y Y3 Y2 Y1 Y 5 4 0 74138 G1 G2A G2B 1 0 0 A2 A1 A 0 A B C
3．构成数据分配器
数据分配器——将一路输入数据根据地址选择码分配给多
路数据输出中的某一路输出。
D0 D1
„
数 据 D 输 入
D 2 n -1 n位地址选择信号 图4.2.7 数据分配器示意图
L Y 74151 G A 2 A 1 A 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D 1 D 0 0 A B C 图4.3.5 例4.3.1逻辑图 1 Y
项表达式：
L ABC ABC ABC ABC =m3+m5+m6+m7
画出连线图。
（2）当逻辑函数的变量个数大于数据选择器的地址输入变量个数时。
F ABC ABC ABC m3 m5 m6 m3 m5 m6
G ABC ABC ABC ABC m0 m2 m4 m6 m0 m2 m4 m6
L ABC ABC ABC ABC m1 m2 m4 m7 m1 m2 m4 m7
根据功能表，可写出输出逻辑表达式：
Y ( A1 A0 D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 ) G
由逻辑表达式画出逻辑图：
G D0 D1 D2 D3 A0 A1 1 1 1 1 1 & ≥1 Y
二、集成数据选择器
集成数据选择器74151（8选1数据选择器）
F ABC ABC ABC m3 m5 m6 m3 m5 m6
G ABC ABC ABC ABC m0 m2 m4 m6 m0 m2 m4 m6
G F & L &
用一片74138加三个与非门 就可实现该组合逻辑电路。 可见，用译码器实现多输出 逻辑函数时，优点更明显。
Y15 Y14 Y13 Y12 Y11 Y10 Y9 Y8 Y7 Y6 Y Y Y3 Y5 Y1 Y 5 4 0 74138(2) G1 G2A G2B A2 A1 A 0 1 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 74138(1) G1 G2A G2B A2 A1 A 0
X15 X14 X13 X X11 X10 X9 X8 12
X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0
2．组成8421BCD 编码器
Y3 G1 GS EI G4 & I 9 I8 Y2
1
Y1 G2
1
Y0 & G3 A0 EO
A2 74148
A1
I 7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 I 7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
A3
A2 A1 A 0
E
2．实现组合逻辑电路
例4.2.1 试用译码器和门电路实现逻辑函数：
L AB BC AC
解：将逻辑函数转换成最小项表达式， 再转换成与非—与非形式。
L &
L ABC ABC ABC ABC
=m3+m5+m6+m7 =
Y7 Y 6 Y 5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 74138 G1 G2A G2B 1 0 0 A 2 A 1 A0 A B C
1．编码器的扩展 用两片74148优先编码器串行扩展实现的16线—4线优先编码器
Y3 Y2 & Y1 & Y0 & GS &
GS EI 0 EI
A2
A1
A0 EO EI
GS
A2
A1
A0 EO EO
74148(2)
74148(1)
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
Y0 &
Y1 &
Y2 &
Y3 &
Y4 &
Y5 &
Y6 &
Y7 &
1
1
1
&
1
1
1
1
G1 G2A G2B
A0
A1
A2
2.8421BCD译码器7442
Y0 & Y1 & Y2 & Y3 & Y4 & Y5 & Y6 & Y7 & Y8 & Y9 &
1
1
1
1
1
1
1
1
A0
A1
A2
A3
三、译码器的应用
1．译码器的扩展 用两片74138扩展为4线—16线译码器
A B C D
≥1
GS
任意一个键时，
GS=1，表示有 信号输入；
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
VCC
1kΩ ×10 & & & &
&
当S0～S9均没
按下时，GS=0， 表示没有信号
输入。
二.二进制编码器
3 位二进制编码器有 8 个输入端， 3 个输出端，所以常称为 8 线—3 线编码器，其功能真值表见下表：（输入为高电平有效）
由真值表写出各输出的逻辑表达式为：
A2 I 4 I 5 I 6 I 7
A0 I1 I 3 I 5 I 7
A1 I 2 I 3 I 6 I 7
用门电路实现逻辑电路：
A2 & A1 & A0 &
1
1
1
1
1
1
1
1
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
三．优先编码器——允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。
R BI R BO
a„g
R BI R BO
a„g
R BO R BI
1
a„g
R BO R BI
1
a„g
R BO R BI
a„g
R BO R BI
a„g
R BO R BI
0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
A3A2 A1 A0
解：（1）列出真值表：
（2）由真值表写出各输出的逻辑表达式为：
A S8 S9 S8 S9
B S 4 S 5 S 6 S 7 S 4 S5 S 6 S 7
C S2 S3 S6 S7 S2 S3S6 S7 D S1 S3 S5 S7 S9 S1S3S5 S7 S9