3-8线译码器的74HC138芯片课程设计
用译码器设计组合逻辑电路例题分析
用译码器设计组合逻辑电路例题一、用3线－8线译码器74HC138和门电路实现逻辑函数ABC BC A C B A Y ++=/////。
(要求写出过程，画出连接图) （本题10分）解：（1）74HC138的输出表达式为： （2分）)7~0(//==i m Y i i（2）将要求的逻辑函数写成最小项表达式：（2分）//7/1/0720/////)(m m m m m m ABC BC A C B A Y =++=++=（3）将逻辑函数与74HC138的输出表达式进行比较：设A= A 2、B= A 1、C= A 0，得：//7/2/0//7/1/0)()(Y Y Y m m m Y == （2分）（4）可用一片74HC138再加一个与非门就可实现函数。
其逻辑图如下图所示。
（4分）三、公司A、B、C三个股东，分别占有50%、30%和20%的股份，试用一片3线-8线译码器74HC138和若干门电路设计一个三输入三输出的多数表决器，用于开会时按股份大小记分输出通过、平局和否决三种表决结果。
通过、平局和否决，分别用X、Y、Z表示（股东赞成和输出结果均用1表示）。
（12分）解：ABC XYZ000 001001 001010 001011 010100 010101 100110 100111 100//7/6/5765//)(m m m m m m ABC ABC C AB X =++=++= //4/343///)(m m m m ABC C AB BC A Y =+=++=//2/1/0210///////)(m m m m m m BC A C B A C B A Z =++=++=（3）画连线图（4分）令74HC138的地址码210,,A A A B A C ===四、某学校学生参加三门课程A 、B 、C 的考试，根据课程学时不同，三门课程考试及格分别可得2、4、5分，不及格均为0分，若总得分大于等于7分，便可结业。
用与非门组成的3线-8线译码器课程设计
哈尔滨理工大学软件学院课程设计报告课程数字IC设计（双语）题目 3线-8线译码器班级集成12—1专业集成电路设计与集成系统学生张铭学号 1214020130 指导教师陆学斌2014年12月31日目录1、课程设计目的介绍………………………………………………2、课程设计题目介绍………………………………………………3、课程设计报告内容………………………………………………4、体会总结…………………………………………………………5、参考书目…………………………………………………………1.课程设计目的训练学生综合运用学过的数字集成电路的基本知识，独立设计相对复杂的数字集成电路的能力。
2.课程设计题目用与非门组成的3线-8线译码器3.课程设计报告内容3.1 设计要求按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明；必须采用网表输入法；3.2 设计内容拿到题目后首先进行电路设计。
然后在微机上进行HSPICE网表输入、编译和软件仿真，满足设计要求。
3.3 查找有关书籍设计电路原理图3.4 根据原理图编写网表*74 HC138.include 'd:\lib\180nm_bulk.l'.param Supply=1.8.global Vdd Gnd.opt scale=0.1uVdd Vdd Gnd 'Supply'.subckt nand ina inb inc ind outmpa out ina Vdd Vdd PMOS l=2 w=8 ad=8 pd=8 as=40 ps=40 mpb out inb Vdd Vdd PMOS l=2 w=8 ad=8 pd=8 as=40 ps=40 mpc out inc Vdd Vdd PMOS l=2 w=8 ad=8 pd=8 as=40 ps=40 mpd out ind Vdd Vdd PMOS l=2 w=8 ad=8 pd=8 as=40 ps=40 mna out ina x Gnd NMOS l=2 w=16 ad=16 pd=16 as=80 ps=80 mnb x inb y Gnd NMOS l=2 w=16 ad=16 pd=16 as=80 ps=80 mnc y inc z Gnd NMOS l=2 w=16 ad=16 pd=16 as=80 ps=80 mnd z ind Gnd Gnd NMOS l=2 w=16 ad=16 pd=16 as=80 ps=80 .ends.subckt nor ina inb inc outmpa out ina x Vdd PMOS l=2 w=12 ad=12 pd=12 as=60 ps=60 mpb x inb y Vdd PMOS l=2 w=12 ad=12 pd=12 as=60 ps=60 mpc y inc Vdd Vdd PMOS l=2 w=12 ad=12 pd=12 as=60 ps=60 mna out ina Gnd Gnd NMOS l=2 w=2 ad=2 pd=2 as=10 ps=10 mnb out inb Gnd Gnd NMOS l=2 w=2 ad=2 pd=2 as=10 ps=10 mnc out inc Gnd Gnd NMOS l=2 w=2 ad=2 pd=2 as=10 ps=10 .ends.subckt Inverter in outmpa out in Vdd Vdd PMOS l=2 w=4 ad=4 pd=4 as=20 ps=20 mpb out in Gnd Gnd NMOS l=2 w=2 ad=4 pd=4 as=10 ps=10 .endsx1 s1 s1b Inverterx2 s1b s2b s3b s norx3 a0 a0b Inverterx4 a1 a1b Inverterx5 a2 a2b Inverterx6 a0b a0bb Inverterx7 a1b a1bb Inverterx8 a2b a2bb Inverterx9 a0b a1b a2b s y0b nandx10 a0bb a1b a2b s y1b nandx11 a0b a1bb a2b s y2b nandx12 a0bb a1bb a2b s y3b nandx13 a0b a1b a2bb s y4b nandx14 a1b a2bb a0bb s y5b nandx15 a0b a2bb a1bb s y6b nandx16 a1bb a0bb a2bb s y7b nandCinv y1b Gnd 6000fVs1 s1 Gnd pulse 0 'Supply' 7.5ns 200ps 200ps 130ns 140ns Vs2b s2b Gnd pulse 'Supply' 0 0ns 200ps 200ps 100ns 110ns Vs3b s3b Gnd pulse 'Supply' 0 0ns 200ps 200ps 65ns 75ns Va0 a0 Gnd pulse 0 'Supply' 0ns 200ps 200ps 17.5ns 35ns Va1 a1 Gnd pulse 0 'Supply' 0ns 200ps 200ps 40ns 80ns Va2 a2 Gnd pulse 0 'Supply' 0ns 200ps 200ps 70ns 140ns .tran 100ps 140ns.plot tran V(s1).end3.5画图编写3线—8线译码器的功能表说明：s1 s2b s3b 为附加的控制端，当s1 = 1，s2b + s3b = 0时，译码器处于工作状态，否则译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平。
3 8译码器
试验一组合逻辑3线-8线译码器设计试验一、试验目的1、了解并初步掌握ModelSim软件的使用；2、了解使用ModelSim进行组合数字电路设计的一般步骤；3、掌握组合逻辑电路的设计方法；4、掌握组合逻辑电路3线-8线译码器的原理；5、掌握门级建模的方法；二、试验原理译码器(Decoder)的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应得输出高、低电平或另外一个代码。
因此，译码是编码的反操作。
常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器等。
二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组与输入代码一一对应得高、低电平信号。
例如，典型的3线-8线译码器功能框图图1-1所示。
输入的3位二进制代码共有8种状态，译码器将每个输入代码译成对应的一根输出线上的高、低电平信号。
图1-1 3线-8线译码器框图74HC138是用CMOS门电路组成的3线-8线译码器，它的逻辑图图1-2所示。
表1-1是74HC138的逻辑功能表。
当门电路G S的输出为高电平时，可以由逻辑图写出。
图1-2 74HC138逻辑功能图表1-1 74HC138逻辑功能表由上式可以看出，由''07Y Y -同时又是210,,A A A 这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也将这种译码器称为最小项译码器。
74HC138有3个附加的控制端''123,S S S 和。
当''123S 1,S S 0=+=时，s G 输出为高电平，译码器处于工作状态。
否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁为高电平。
这3个控制端也称为“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能；三、 预习要求1、数字电子技术基础组合逻辑电路设计一般设计方法；2、74HC138的逻辑功能；3、门级建模的一般方法和基本语句；4、ModelSim 软件的一般使用方法(ModelSim SE Tutorial)；四、 实验步骤(一)、熟悉ModelSim 软件环境 1、建立一个新Project1-1双击左面快捷方式或者电击[程序]/[ModelSim SE 6.1f]/[ModelSim]启动ModelSim 6.1(如图1-3)；注意：必须首先关闭IMPORTANT Information 对话框才能开始其它操作；图1-31-2 [File]/[New]/[Project…]新建一个project，会弹出Create Project对话框(如图1-4)；图1-4⏹Project Name(项目名称)需要填入你所建立的项目的名称；⏹指定项目所在路径；如果所指定的目录不存在，会弹出对话框提示是否建立这个目录；一般选择是；⏹缺省的工作库名；注意：1、路径一般不应包含汉字；2、逻辑应在ModelSim的安装目录下指定；3、缺省的工作库的名称一般不需要改动；2、载入HDL元文件2-1设定好1-2步骤的每项内容后，点击OK，弹出Add items to the Projects对话框；如图1-5所示。
范文4.3常用组合逻辑电路(3线—8线译码器138)
最新.
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【例2】设计一个用3个开关控制灯的逻辑电路， 要求任一个开关都能控制灯的由亮到灭或由灭 到亮。要求用74HC138和必要的门电路实现。
最新.
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A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
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Ym 1m 2m 4m 7
Y
0 1 m1 1 m2 0 1 m4
全减器，设A为被减数，B为减数，CI为来自低位的 借位，D为差，CO为向高位的借位。
00
11
11
01
10 00
00
11
最新.
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用译码器设计组合逻辑电路
பைடு நூலகம்
步骤：
1、首先将逻辑函数表示成最小项和的形式。
2、将逻辑函数表示成3-8译码器的输出 信号的形式。
3、画出电路图，注意译码器的片选端的 连接。
最新.
用中规模集成电路设计逻辑电路，可 以减少连线、提高可靠性。
任何一个逻辑函数都可以表示成最小 项和的形式，而3-8译码器的输出对应于 不同的最小项，因此，可用3-8译码器方 便的实现任意3三变量逻辑函数。
最新.
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例1：利用74HC138设计一个多输出的组合逻辑电 路，输出逻辑函数式为：
Z1 AC ' A'BC AB'C Z2 BC A'B'C Z3 A'B AB'C Z4 A'BC ' B'C ' ABC
组合逻辑3-8译码器
G1
G2A
G2B
C
B
A
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
X
1
X
X
X
X
1
1
1
1
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1
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X
X
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X
X
X
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X
X
X
X
X
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1
0
0
1
when "110"=>y<=”10111111"；
when "111”=>y<="01111111” ;
when others=>y<="XXXXXXXX”；
实验一74HC138 译码器实验
实验一 74HC138 译码器实验一、实验目的与要求：1、掌握74HC138 译码器的工作原理，熟悉74HC138 译码器的具体运用连接方法，了解74HC138 是如何译码的。
2、认真预习本节实验内容，尝试自行编写程序，填写实验报告二、实验设备：STAR 系列实验仪一套、PC 机一台三、实验内容：1、编写程序：使用82C55 的PC0、PC1、PC2 控制74HC138 的数据输入端，通过译码产生8选1 个选通信号，轮流点亮8 个LED 指示灯。
2、运行程序，验证译码的正确性。
四、实验步骤：1、连线说明：C3 区：A、B、C —— B4 区：PC0、PC1、PC2C3 区：G1、G2A、G2B —— C1 区：VCC、GND、GNDC3 区：JP35 —— G6 区：JP65（LED 指示灯）B4 区：CS、A0、A1 —— A3 区：CS1、A0、A12、调试程序，查看运行结果是否正确。
.MODEL TINYCon_8255 EQU 0F003H ;8255控制口PC_8255 EQU 0F002H ;8255 PC口.STACK 100.CODESTART: MOV DX,Con_8255MOV AL,80HOUT DX,AL ;8255初始化,PC口作输出用MOV DX,PC_8255MOV AL,0START1: OUT DX,ALCALL DelayINC ALJMP START1Delay PROC NEAR ;延时Delay1: XOR CX,CXLOOP $RETDelay ENDPEND START五、实习总结：通过今天一上午的实习,总算有了成果,在STAR ES598PC实验仪上,根据实习指导书上的要求,把该连的线都连上。
之后又打开程序以及实验仪的开关，运行程序，实验仪上的8个指示灯就会按照顺序依次闪亮。
刚开始要实习的时候心里特别的紧张，因为自己感觉这门课学的不好。
不过幸好刚开始的实习都有现成的代码，我们需要做的就是对已有的代码测试一下，并观察实验仪上的LED灯是否会正确显示，然后就是读代码，分析代码，并从中学习别人的编程思路。
数电课程设计_五人表决器设计
数电部分五人表决器设计一、设计任务与要求1•设计一个五人表决器，通过红绿两种不同颜色的灯来代表表决是否通过，并用数码管显示出同意的人数。
2•使用74HC138译码器芯片进行控制，按照少数服从多数的原则，多数人同意则通过，少数人同意则被否决。
用绿灯亮表通过，红灯亮表示否决。
3•学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路，学会基本电路的组装与调试。
二、方案设计与论证当按下开关时，代表同意赞成，开关没有按下去时，表示不赞成。
评委按照自己的意愿投票，选择是否按下开关，即选择逻辑电位。
对逻辑电位进行译码，对译码后芯片的输出进行显示。
对于五人表决器，首先设五人分别为ABC D E，设丫为表决的结果。
其中有三人或三人以上同意（同意用“ 1”表示，不同意用“ 0”表示）则绿灯亮（绿灯用“ 1”表示），红灯亮（红灯用“ 0”表示）。
五人表决器真值表如果绿灯亮了，则表示表决通过，若红灯亮了，表示不通过。
三、单元电路设计与参数计算芯片74HC138是典型的集成译码器。
它是3线-8线译码器，该译码器有3位二进制输入A B C,它们共有8种状态的组合，即可译出八个输出信号，输出为低电平有效此外，还设置了3个使能端G1G2A G2B为电路的扩展提供了方便。
74HC138集成译码器功能表输入输出G G>A 非G B非C B AY0非Y i非Y2非Y3非Y4非丫 5非Y,非丫7非* H * * * * H H H H H H H H * * H * * * H H H H H H H H L * * * * * H H H H H H H H H L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H L H H H H H H H L L L H L H H L H H H H H H L L L H H H H H L H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H H H H H H H H L15141312^97 0 12 3 4 5 6 7 YYYYYYYY 7 ABC G7—74HC138外围引脚分布图芯片74HC139是双2线-4线译码器，它的输出也是低电平有效，符号匡内部的输 入、输出变量表示其内部的逻辑关系。
实验六 3线8线译码器及其应用
实验六 3线8线译码器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成电路译码器的工作原理及逻辑功2、学习译码器的灵活应用。
二、实验设备及器件1、实验箱(台) 1套2、数字万用表 1块3、74LS138 3-8线译码器 2片4、74LS20 二四输入与非门 1片三、实验内容与步骤74LS138管脚图见附录。
当控制输入端S1=1，时，译码器工作，否则译码器禁止，所有输出端均为高电平。
1、译码器逻辑功能测试（1）按图13-1接线。
根据表13-1，利用开关设置S1、、、及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测～的状态，记入表13-1中。
2、用两片74LS138组成4-16线译码器按图13-2接线，利用开关改变输入D0-D3的状态，借助指示灯或万用表监测输出端，记入表13-2中，写出各输出端的逻辑函数。
图13-2表13-2 输入输出D 3D2D1D0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 13、利用译码器组成全加器线路用74LS138和74LS20按图13-3接线，74LS20芯片14脚接 +5v，7脚接地。
利用开关改变输入A i、B i、C i-1的状态，借助指示灯或万用表观测输出S i、C i的状态，记入表13-3中，写出输出端的逻辑表达式。
图13-3表13-3 输入输出S 1AiBiCi-1SiCi0ΦΦΦ10001001101010111100110111101111四、实验要求：1、整理各步实验结果，列出相应实测真值表。
2、总结译码器的逻辑功能及灵活应用情况。
3、交出完整的实验报告。
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课程设计课程名称集成电路课程设计题目名称 74HC138芯片3-8线译码器学生学院材料与能源学院专业班级学号学生姓名指导教师2015年7 月 11 日目录【摘要】...........................................................................................................................................................1. 设计目的与任务....................................................................................................................................- 1 -2. 设计要求及内容....................................................................................................................................- 1 -3. 设计方法及分析....................................................................................................................................- 2 -3.1 74HC138芯片简介 ......................................................................................................................- 2 -3.2 工艺和规则及模型文件的选择 .................................................................................................- 3 -3.3 电路设计......................................................................................................................................- 4 -3.3.1 输出级电路设计.............................................................................................................- 4 -3.3.2．内部基本反相器中的各MOS 尺寸的计算................................................................- 6 -3.3.3．四输入与非门MOS尺寸的计算.................................................................................- 7 -3.3.4．三输入与非门MOS尺寸的计算.................................................................................- 8 -3.3.5．输入级设计...................................................................................................................- 9 -3.3.6．缓冲级设计.................................................................................................................- 10 -3.3.7．输入保护电路设计................................................................................................... - 11 -3.4. 功耗与延迟估算.......................................................................................................................- 13 -3.4.1. 模型简化........................................................................................................................- 13 -3.4.2. 功耗估算........................................................................................................................- 14 -3.4.3. 延迟估算........................................................................................................................- 14 -3.5. 电路模拟...................................................................................................................................- 15 -3.5.1 直流分析.........................................................................................................................- 16 -3.5.2 瞬态分析.......................................................................................................................- 18 -3.5.3 功耗分析.......................................................................................................................- 20 -3.6. 版图设计...................................................................................................................................- 21 -3.6.1 输入级的设计...............................................................................................................- 21 -3.6.2 内部反相器的设计.......................................................................................................- 22 -3.6.3 输入和输出缓冲门的设计 ...........................................................................................- 22 -3.6.4 三输入与非门的设计...................................................................................................- 23 -3.6.5 四输入与非门的设计...................................................................................................- 24 -3.6.6 输出级的设计...............................................................................................................- 24 -3.6.7 调用含有保护电路的pad元件 ...................................................................................- 25 -3.6.8 总版图...........................................................................................................................- 25 -3.7. 版图检查...................................................................................................................................- 25 -3.7.1 版图设计规则检查（DRC）.......................................................................................- 25 -3.7.2 电路网表匹配（LVS）检查........................................................................................- 26 -3.7.3 后模拟...........................................................................................................................- 26 -4. 经验与体会..........................................................................................................................................- 27 -5. 参考文献..............................................................................................................................................- 28 - 附录A：74HC138电路总原理图 ...........................................................................................................- 29 - 附录B：74HC138 芯片版图....................................................................................................................- 30 -【摘要】现代社会正在飞速的发展，集成电路已经成为现代科技发展的支柱产业，现代技术产业的心脏，可以说，没有集成电路，就没有现代社会。