数字电路 编码器与译码器课件

1、第,4,章,编码器与译码器,Coder and Decoder,1,丁,丙,乙,甲,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。,F,0,=A,3,+A,1,F,1,=A,3,+A,2,一、编码器,A,3,A,2,A,1,A,0,0 0 0 1,0 0 1 0,0 1 0 0,1 0 0 0,F,1,F,0,0 0,0 1,1 0,1 1,输,入,输出,4-2,线编码器,2,4( =2,2,),种情况，需,2,位二进制码就能将所有情况表示；,2,n,种情况，只需要,n,位二进制码就能完全表示！,2,n m,8 ( =2,3,),种情况，

2、需,3,位二进制码就能将所有情况表示；,16 ( =2,4,),种情况，需,4,位二进制码就能将所有情况表示；,7,种情况需几位二进制,码表示？,9,种呢？,3,用,n,位二进制代码对,2,n,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,1 1,1 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1 1,1 1 1,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,1 X X X X X X X X,0 1 1 1 1 1 1 1 1,0

3、0 X X X X X X X,0 1 0 X X X X X X,0 1 1 0 X X X X X,0 1 1 1 0 X X X X,0 1 1 1 1 0 X X X,0 1 1 1 1 1 0 X X,0 1 1 1 1 1 1 0 X,0 1 1 1 1 1 1 1 0,GS EO,Y,2,Y,1,Y,0,EI,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,I,0,输,出,输,入,74LS148,逻辑符号,1.,二进制编码器,4,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

4、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。,微控制器报警编码电路,74LS148,8-3,线优先编码器,应用,1,5,74LS148,8-3,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,=,U,R,7,，各基准电压,分别加到比较器的同

5、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。,6,2.,二,十进制编码器,将十进制数的,09,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,1 1 1 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,1 0 1 0,1 0 1 1,1 1 0 0,1 1 0 1,1 1 1 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 X X X X X X X X,1 0 X X

6、 X X X X X,1 1 0 X X X X X X,1 1 1 0 X X X X X,1 1 1 1 0 X X X X,1 1 1 1 1 0 X X X,1 1 1 1 1 1 0 X X,1 1 1 1 1 1 1 0 X,1 1 1 1 1 1 1 1 0,D C B A,I,9,I,8,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,输,出,输,入,74LS147,编码器的逻辑符号,7,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,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,。,输,入,输,出,A B,Y,3,Y

7、,2,Y,1,Y,0,0 0,0 1,1 0,1 1,0 0 0 1,0 0 1 0,0 1 0 0,1 0 0 0,表,4.12,译码器的真值表,真值表与我们前面学过的什么很相似？,你发现了吗？,二、译码器,8,1.,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,= 2,n,。,74LS138,二进制译码器。,3,2,1,S,S,S,、,、,表,4.13 74LS138,译码器功能表,输,入,输,出,A,2,A,1,A,0,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,Y,7,0,1,1 0,1

8、 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,3,2,1,S,S,S,?,另有三个附加的控制端,9,74LS138,译码器的逻辑符号,在,S,1,=1,，,=0,时，输出信号,

9、才取决于输入信号,A,2,、,A,1,、,A,0,的组合。,当,S,1,=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。,为高电平时，输出也都是无效信号。,3,2,S,S,?,7,0,Y,Y,3,2,S,S,?,三点说明：,10,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。,电路中，,当,D,=0,时,，片（,2,）被禁止，片（,1,）工作，这时将,DCBA,的,00000111,这,8,个代码译成片（,1,）,8,个低电平信号输出。,当,D,=1,时,，片（,1,）被禁止，片（,2,）工作，这时则将,DCBA,的,100

10、01111,这,8,个代码译成片（,2,）,8,个低电平信号输出。,由此，,片（,1,）、（,2,）便构成了,4,16,线译码器。,7,0,Y,Y,7,0,Y,Y,C,B,A,?,?,D,11,例,4.1,用全译码器实现逻辑函数,ABC,C,B,A,C,B,A,C,B,A,f,?,?,?,?,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,小项之反的形式。由摩根定理,ABC,C,B,A,C,B,A,C,B,A,f,?,?,?,?,（,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

11、,端，则上式变为：,7,1,2,0,Y,Y,Y,Y,?,?,?,?,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,1,实现逻辑函数,12,例如：要将输入信号序列,00100100,分配到,Y,0,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,Y,0,Y,7,的某一个输出端，从而构成时钟脉冲分配器。,74LS138,3-8,译码器,应用,2,数据分配器或时钟分配器,13,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

12、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,A,5,A,8,。,A,5,A,8,四位地址有,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,A,0,A,4,从被选片中选中一,个字，从而读出选中字的内容,。,14,2.,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。,数,字,输,入,输,出,A,3

13、,A,2,A,1,A,0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 0 0 0,0 0 0 1,0 0 1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1

14、,1,1,1,1,1,0,无,效,1 0 1 0,1 0 1 1,1 1 0 0,1 1 0 1,1 1 1 0,1 1 1 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,74LS42,译码器功能表,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,Y,7,Y,8,Y,9,由功能表可知，该译码,器有,4,个输入端,A,3,A,2,A,1,A,0,，并,且按,8421BCD,编码输入数据。,它有

15、,10,个输出端，分别,与十进制数,09,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。,74LS42,二,十进制译码器的逻辑图所示。,15,（,1,）七段显示译码器,3.,字符显示译码器,七段,LED(Light Emitting Diode),数码显示器的显示原理,:,c,a,b,d,e,f,g,dp,a,b,c,d,e,f,g,GND,GND,dp,共阴极,?,a,R,?,8,?,b,?,c,?,d,?,e,?,f,?,g,?,d,p,Vcc,Vcc,16,

16、c,d,e,GND,dp,a,b,c,d,e,f,dp,a,b,f,g,GND,R= 1K,?,5V,直流,电源,c,a,b,d,e,f,g,dp,a,b,c,d,e,f,g,GND,GND,dp,17,c,d,e,GND,dp,a,b,c,d,e,f,dp,a,b,f,g,GND,R= 1K,?,c,a,b,d,e,f,g,dp,a,b,c,d,e,f,g,GND,GND,dp,5V,直流,电源,显示数字,1,18,R,5V,直流,电源,R,R,?,显示数字,2,g f a b,e d c dp,c,a,b,d,e,f,g,dp,c,a,b,d,e,f,g,dp,a,b,c,d,e,f,g,

17、GND,GND,dp,19,R,5V,直流,电源,R,R,?,R,显示数字,3,g f a b,e d c dp,c,a,b,d,e,f,g,dp,c,a,b,d,e,f,g,dp,a,b,c,d,e,f,g,GND,GND,dp,20,0,1,0,0,0,21,实,训,电,路,74LS147,二,十进制,(8421),优先编码器,74LS48,与共阴极数码管配合使,用字符显示译码器,七段显示器,实验中用的型号,为,WT5101BSD,是,共阴极数码管由,74LS48,驱动,22,（,4,）,LCD,显示电路,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,4.13,一位七段,LCD,显示器,驱动电路的逻辑图,图中信号,A,G,是七段译码器输出,的每段信号电平。显示