电路基础与集成电子技术-13.3 译码器和编码器.ppt

第13章组合逻辑电路2010.03,13.3译码器和编码器,13.3.1二进制译码器,13.3.2显示译码器,13.3.3编码器,第13章组合逻辑电路2010.03,译码器是典型的组合逻辑电路，译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电路。,从广义的角度看，译码器有四类：1.二进制码译码器，也称最小项译码器，N中取一译码器，二进制译码器一般是将二进制码译为十进制码；2.代码转换译码器，是从一种编码转换为另一种编码；3.显示译码器，一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来。4.编码器，一般是将十进制码转换为相应的其他编码，其实质与代码转换译码器一样，编码是译码的反过程。,第13章组合逻辑电路2010.03,二进制译码器也称为最小项译码器,N中取一译码器,n线/N线译码器,n二进制码的位数,N=2n。,例如三位二进制译码器,也称为3线/8线译码器,八中取一译码器。,2变量二进制码译码器的逻辑图如图13.3.1所示，该逻辑图由三部分构成，译码器部分、输入缓冲部分和使能控制部分。该电路的逻辑符号如图13.3.2所示。,13.3.1二进制译码器,图13.3.12线/4线译码器,图13.3.274LS139逻辑符号,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.1.1译码部分,当时，允许译码根据逻辑图可以写成译码逻辑式,当B1=0、B0=0、时，输出低电平有效，余类推。,第13章组合逻辑电路2010.03,输入缓冲部分见图13.3.1中右下方有4个非门，通过这4个非门可以获得两个输入变量的原变量和反变量。这样译码门的输入端就可以接到相应非门的输出端，而不必接到译码器的输入端。,13.3.1.2输入缓冲部分,图13.3.12线/4线译码器,这样就可以减少输入变量的扇出数，即减少信号源的电流数。所以输入缓冲电路的作用是减少信号源的负担。,第13章组合逻辑电路2010.03,图中使能输入端反相器的输入端有一个“”，而不是在输出端，“”画在输入端便于认定低电平有效。从逻辑关系上看经过反相，变为高电平，经过反相器缓冲，加到译码门的输入端，高电平对与非门不能够起封锁作用，可正常译码。同时也有缓冲作用。,13.3.1.3使能部分,当时，4个译码门使能控制端为低电平，对与非译码门有控制作用，此时不管输入B1B0处于00、01、10、11中何种状态，全部输出为“1”，禁止译码。,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.1.4真值表和逻辑符号,表13.474LS139真值表,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.1.53线/8线二进制译码器,图13.3.3所示的是3线/8线二进制译码器74LS138的逻辑符号，它真值表见表13.5。逻辑符号中的BIN/OCT是二进制/八进制之意。,图13.3.374LS138逻辑符号,根据上述对逻辑符号的约定，我们先脱离138的真值表对其逻辑功能进行分析，图中输出变量有8个，代表了3位二进制码对应的8个输出变量，低电平有效，与边框线内部的07一一对应。,输入变量按B2、B1、B0从高位到低位排列。,第13章组合逻辑电路2010.03,使能端有三个，对应逻辑符号边框线内有一个与门符号，说明这三个使能输入是与的关系,即时使能，允许译码。,第13章组合逻辑电路2010.03,74LS138的功能表,HHHHHHHHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL,看逻辑符号,第13章组合逻辑电路2010.03,对三变量可直接使用,但也可扩展位数，这是由二片74LS138构成的四位二进制码的译码电路。,B3,“1”,01234567,89101112131415,ST2=0,74LS138扩展位数,图13.3.4三位二进制译码器扩展为四位译码器,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.2.1显示器件,辉光数码管,莹光数码管,液晶显示器件,发光二极管显示器件,场致发光器件,1.LED显示器件,LED数码管有共阳极和共阴极两种。点亮电平不同。,13.3.2显示译码器,第13章组合逻辑电路2010.03,2.液晶显示器件,液晶(LCD)是一种特殊的能极化的液态晶体，是一种有机化合物。在一定温度范围内，它既具有液体的流动性，又具有晶体的某些光学特性，其透明度和颜色随电场、磁场、光、温度等外界条件的变化而变化。液晶在电场作用下会产生各种光电效应。,液晶显示器件是一种被动显示器件，外界光线强，反差较强，显示清楚；若外界光线弱，则显示不清楚。不过现在有一种带背景光的液晶显示器件，也可以在黑暗的条件下使用。液晶显示器件也有多种彩色。,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.2.2中规模显示译码器,1显示功能,图13.3.774LS47的逻辑符号及与LED显示器的连接,图13.3.874LS47显示字型与输入的对应关系,74LS47、74LS48以及相近的几种译码器的逻辑功能可以通过实验加以验证，实验电路如图13.3.7所示，输出端要串联电阻，以保护LED数码管。,第13章组合逻辑电路2010.03,表13.6中规模显示译码器74LS48的功能表,第13章组合逻辑电路2010.03,2灭灯输入,3试灯输入,DCBA是二进制码输入，要正确的执行显示功能，有关的端头必须接合适的逻辑电平，即对应DCBA的输入，显示字型见图13.3.8。,BI（Blakinginput）为灭灯输入，低电平有效，当BI=L时，整个数码管熄灭，而且灭灯输入的优先级最高，灭灯时其他功能都无法执行。,第13章组合逻辑电路2010.03,4纹波灭灯输入,RBI（RippleBlankingInput）为纹波灭灯输入，也称动态灭灯输入，低电平有效。当RBI=L，且DCBA=LLLL时，数码管熄灭；若DCBALLLL时，译码器照常显示，显示字型取决于输入。纹波灭灯输入用于多个译码器级联时，消隐无用的前零和尾零，可使显示清晰，具体电路如图13.3.9所示。,图13.3.9中规模显示译码器74LS47的级联,第13章组合逻辑电路2010.03,5纹波灭灯输出,图13.3.9中规模显示译码器74LS47的级联,第13章组合逻辑电路2010.03,13.3.3编码器,习惯上将各种非十进制编码译成十进制码称为译码；将十进制码译成各种非十进制编码称为编码，也包括各种非十进制编码之间的转换，编码是译码的逆过程。所以，编码器的原理、分析、设计方法和译码器一样。,普通编码器对所有的输入端只允许有一个“1”，其余为“0”；或者只允许有一个“0”，其余为“1”。编码器的输入，只能一个一个的输入，如果同时输入二个信号，编码器将不能识别。,优先编码器当某位输入有效逻辑电平为“0”，它可以允许该位的低位码也为“0”，只要该位的高位码不为存在“0”即可；或反之。所以，优先编码器可以部分减少编码输入信号中出现干扰或误操作所造成的差错。,第13章组合逻辑电路2010.03,表13.7是一个8输入3输出的优先编码器的功能表，它以“0”作为有效输入电平，由功能表可以看出优先编码的含义。,表13.7优先编码器功能表,第13章组合逻