M数字电子技术基础课件第一章编码器与译码器

2. 二—十进制译码器
将4位二—十进制代码翻 译成1位十进制数字的电路就 是二—十进制译码器，又称 为BCD—十进制译码器。 由功能表可知，该译码 器有4个输入端A3A2A1A0，并 且按8421BCD编码输入数据。 它有10个输出端，分别 与十进制数0~9相对应，低电 平有效。对于某个8421BCD 码的输入，相应的输出端为 低电平，其他输出端为高电 平。当输入的二进制数超过 BCD码时，所有输出端都输 出高电平，呈无效状态。
输 出
Y0 Y 1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
第4章 编码器与译码器
Coder and Decoder
一、编码器
问题:将4个抢答器的输出信号编为二进制代码，设计一个 简单的电路实现此功能——这个过程就是编码。
丁 ⑴ ⑵ ⑶
丙 乙 甲
输 入
A3 A2 A1 A0 0 0 0 1
输出
F1 F0 0 0
F0 =A3+A1 F1 =A3+A2
0
0
1
0
译码器的应用3
译码器作地址译码器
图4.16 四输入变量译码器用于存储器的地址译码
实现微机系统中存储器或输 入/输出接口芯片的地址译码是 译码器的一个典型用途。
图4.16所示是四输入变量译 码器用于半导体只读存储器地址 译码的一个实例。 图中，译码器的输出用来 控制存储器的片选端,而译码器 的输出信号取决于高位地址码 A5~A8。A5~A8四位地址有16个输 出信号，利用这些输出信号从16 片存储器中选用一片，再由低位 地址码A0~A4从被选片中选中一 个字，从而读出选中字的内容。
数 字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
74LS42译码器功能表
输 入
A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
A0的组合。 ◆
S2 S3
为高电平时，输出也都是无效信号。
例：用两片3-8线译码器74LS138构成4-16线译码器，电路如图4.7所示。
C B A
D
•
•
◆ 电路中，当D=0时，片（2）被禁止，片（1）工作，这时将DCBA的 0000~0111 这 8 个代码译成片（1）Y0 ~ Y7 8 个低电平信号输出。
◆ 另有三个附加的控制端
S1、S2、S3
0 × 1 1 1 1 1 1 1 1
× 1 0 0 0 0 0 0 0 0
74LS138译码器的逻辑符号 三点说明： ◆ 当S1=0时，无论其他输入信号 是什么，输出都是高电平，即无效 信号。 ◆在S1=1，S2 S3 =0时，输出信号
Y0 ~ Y7
才取决于输入信号A2、 A1、
ed
GND
c dp
e d
GND
c
dp
显示数字2
GND g f a b
a f e g b c dp d e f d
R
g f a g b a b
R
c dp
5V 直流 电源
e d
c
dp
ed
GND
c dp
R

显示数字3
GND g f a b
a f e g b c dp d e f d
R
g f a g b a b
R
c dp
5V 直流 电源
e d
c
dp
ed
GND
c dp
R
R

1 0 0 0 0
◆
实 训 电 路
74LS147 74LS48 七段显示器
二—十进制(8421) 优先编码器
与共阴极数码管配合使 用字符显示译码器
实验中用的型号 为WT5101BSD是 共阴极数码管由 74LS48驱动
（4）LCD显示电路
f ABC ABC ABC ABC
解 （1）全译码器的输出为输入变量的相应最小项之非，故先将逻辑函数式 f 写成最
f ABC ABC ABC ABC
（2）f 有三个变量，因而选用三变量译码器。 （3）变量C、B、A 分别接三变量译码器的C、B、A 端，则上式变为：
Y0 Y2 Y1 Y7
无 效
74LS42二—十进制译码器的逻辑图所示。
3. 字符显示译码器
（1）七段显示译码器
七段LED(Light Emitting Diode)数码显示器的显示原理:
R 8
Vcc
GND g f a ba源自Vccfe d
g b c dp
a b c d e f g dp
ed
2n ≥m
1. 二进制编码器
◆ 用n 位二进制代码对2n个信号进行编码的电路就是二进制编码器。 74LS148是8-3线优先编码器 表4.10 74LS148编码器功能表
输 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X 1 0 1 1 1 1 1 1 1 X 1 X 0 1 1 1 1 1 1 X 1 X X 0 1 1 1 1 1 X 1 X X X 0 1 1 1 1 入 X 1 X X X X 0 1 1 1 X 1 X X X X X 0 1 1 X 1 X X X X X X 0 1 X 1 X X X X X X X 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 输 Y2Y1Y0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 出 GS EO 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
74LS148逻辑符号
★74LS148 8-3线优先编码器 应用1
微控制器报警编码电路
图4.14所示为利用 74LS148编码器监视8个化学 罐液面的报警编码电路。若8 个化学罐中任何一个的液面 超过预定高度时，其液面检 测传感器便输出一个0电平到 编码器的输入端。编码器输 出3位二进制代码到微控制器。 此时，微控制器仅需要3根输 入线就可以监视八个独立的 被测点。
GND
c dp
共阴极
R= 1K
GND g f a b
a f e g b c dp d e f
GND g f a
a b
b
d
c dp
5V 直流 电源
ed
GND
c dp
e d
GND
c
dp
显示数字1
GND g f a b
a f e g b
R= 1K
GND g f a
a
b
f
e d
b
c dp
d
c dp
5V 直流 电源
★74LS148 8-3线优先编码器 应用2
用编码器构成A/D转换器
图4.15为74LS148构 成的A/D转换器。这个 电路主要由比较器、寄 存器和编码器3部分组成。 输入信号(模拟电压)， 同时加到7个比较器的反 相端，基准电源经串联 电阻分压为8级，量化单 位q=UR／7，各基准电压 分别加到比较器的同相 端。 这里寄存器74LS373 由8个D触发器构成。它 的作用是把比较器输出 的信号经寄存器缓冲。
◆ 当D=1时，片（1）被禁止，片（2）工作，这时则将DCBA的
1000~1111 这 8 个代码译成片（2） Y0 ~ Y7 8 个低电平信号输出。 由此，片（1）、（2）便构成了4—16线译码器。
★74LS138 3-8译码器 应用1——实现逻辑函数
例4.1 用全译码器实现逻辑函数
小项之反的形式。由摩根定理
图4.13 一位七段LCD显示器 驱动电路的逻辑图
LCD液晶显示器是当今功耗最低的一种 显示器，因而特别适合于袖珍显示器、低功 耗便携式计算机、仪器仪表等的应用。
图中信号A~G是七段译码器输出 的每段信号电平。显示驱动信号Dfi一 般为50Hz~100Hz（数字钟、表往往是 32Hz或64Hz）的脉冲信号。该信号同 时加到液晶显示器的公共电极。在译 码器内部异或门的作用下，送到液晶 显示器信号电极上的驱动信号a~g是 信号Dfi分别与段信号A~G的异或信号。 要显示的字段上所加的峰峰值电压为 电源电压的两倍。 由图可见，送到液晶显 示段上的显示信号为脉冲信 号，因此液晶显示段的发亮 是一个连续脉冲式发亮过程。 由于此脉冲频率较快，视觉 上感到是一直在发亮，这是 LCD的特点。
74LS147编码器的逻辑符号
二、译码器
◆ 例：一个简单的两位二进制代码的译码器。
输入是一组两位二进制代码AB，输出是与代码状态相对应的 4个信号Y3Y2Y1Y0。 表4.12 译码器的真值表
输 入 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 输 出 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0
图4.18是用三变量译码器74LS138实现以上函数的逻辑图。
图4.18
★74LS138 3-8译码器 应用2——数据分配器或时钟分配器
例如：要将输入信号序列00100100 分配到Y0 通道输出。
在图中，如果D输入的是时钟脉冲，则由地址码的状态将该时钟脉冲 分配到Y0~Y7的某一个输出端，从而构成时钟脉冲分配器。
2. 二—十进制编码器
将十进制数的0~9编成二进制代码的电路 (8421BCD码编码器Binary Coded Decimal)。 如:实训4中采用的74LS147优先编码器.
74LS147优先编码器功能表
输 入 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 X X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X X X X X X X X X X X 0 X X X X X 1 0 X X X X 1 1 0 X X X 1 1 1 0 X X 1 1 1 1 0 X 1 1 1 1 1 0 输 出 D C B A 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
真值表与我们前面学过的什么很相似？你发现了吗？
1. 二进制译码器 二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出
来的电路。如果输入信号有n 位二进制代码，输出信号为m个，m = 2n。
● 74LS138——二进制译码器。
表4.13 74LS138译码器功能表
输
S1 S 2 S3
入
输
出
A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 × × 0 0 0 0 1 1 1 1 × × × × 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
0
1
0 1
1 0
0 0
0 0
1
0
4-2线编码器
⑷
1
1
4( =22)种情况，需2位二进制码就能将所有情况表示； 8 ( =23)种情况，需3位二进制码就能将所有情况表示； 16 ( =24)种情况，需4位二进制码就能将所有情况表示； 2n种情况，只需要n位二进制码就能完全表示！
7种情况需几位二进制 码表示？9种呢？