4线-16线 译码器

1、沈阳航空航天大学北方科技学院课程设计课程设计说明书题 目： 4线-16线译码器 系 别： 电子信息工程部 班 级： B041301 学 号： B04130111 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 沈航北方科技学院课程设计任务书教学部： 电子信息工程部 专业： 自动化 课程设计题目： 4线-16线译码器 班级： B041301 学号： B04130111 姓名： 课程设计时间： 2012 年 8 月 27 日至 2012 年 9 月7日课程设计的内容及要求： (一) 主要内容：1. 掌握数字电路知识，设计4线-16线译码器电路2. 对相关元器件及其工作原理进行详细分析3. 完成课程设计论文 (二

2、) 基本要求：1. 掌握数字集成电路组成的组合逻辑电路的分析和设计方法，并设计4线-16线译码器的逻辑图，画出4线16线的功能表，了解74L138的引脚图和连接方法2. 连接电路实现功能3. 分析各个元件的功能4. 撰写3000字左右的论文 (三) 主要参考书：1. 数字电路与系统 唐志宏 韩振振 编2. 数字电路实验指导书 (四) 评语： (五) 成绩：指导教师： 年 月 日负责老师： 年 月 日摘要译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。 变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为2的n次方译码和8421BCD码译码两类。 显示译码主要解决二进

3、制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。译码是编码的逆过程，在编码时，每一种二进制代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。根据需要，输出信号可以是脉冲，也可以是高电平或者低电平。译码器主要在通信系统学科中学到，生活中有很多信息通信的例子，包含各种编码算法。译码器的开发和利用给我们的生产生活带来了很大程度的提高。所以我们对译码器的研究是很有必要的。本次设计一个是由译码器变换的

4、4线-16线译码器。关键词：译码器 组合逻辑电路 编码目录第一章 绪论 6第二种 电路设计及工作原理 7 2.1 电路整体设计方框图7 2.2 工作原理7第三章 元器件选择 10 3.1 74LS138 4线-16线译码器10 3.2 输入端.13 3.3 输出端.13第四章 电路连接及测试 .14 4.1 实验准备过程.14 4.2 电路组装.14 4.3 电路调试.17第五章 结论及收获.19第六章 感谢篇及参考文献 .20附录1 .21第一章 绪论 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。广泛应用于数据的解码、分配、寻址和控制等各方面。译码器可分为通用译码器和现实译码器两大类。通用译码

5、器又分为变量译码器（二进制译码器）和代码变换译码器。本次课程设计的题目是4线-16线译码器。4线-16线译码器是将4个二进制编码输入译成16个彼此独立的输出的之一。它是将数据从一个输入线分配到16个输出的任意一个而实现解调功能的译码器。本次课程设计是用两片74LS138实现4线-16线译码器。第二章 电路设计及工作原理2.1电路整体设计方框图输出译码输入在输入端输入D3、D2、D1、D0相对应的二进制编码（0/1），通过译码器“翻译”得出输出端的结果 Y0-Y15,如：当D3、D2、D1、D0分别为1010时，输出端为Y10（10）。图2-1 为4线-16线译码器逻辑图2.2工作原理 用两片3

6、线-8线译码器138构成4线-16线译码器的逻辑图如图2-1所示。利用138（1）的控制端S1 、S2与138（2）的控制电路S1相连，接入四位输入D0、D1、D2、D3的最高为A3可以完成译码器的扩展。当D3=0时，138（1）工作，而138（2）处于禁止状态，输出为高电平；而当D3=1时，138（2）工作，138（1）处于禁止状态。138（1）输出为Y0 Y7 138(2)输出为Y8 Y15由图2-2可见，74LS138仅有3个地址输入端。如果想对4位二进制代码，只能利用一个附加控制端（当中的一个）作为第四个地址输入端图2-2 3线-8线译码器逻辑图取第（1）片74LS138的和作为它的第

7、四个地址输入端（在同一个时间令），取第（2）片的作为它的第四个地址输入端（在同一个时间令），取两片的、，并将第（1）片的和接至，将第（2）片的接至，如图2-3所示，于是得到两片74LS138的输出分别为（2）（1）图2-3 为两片74LS138的输出表达式图2-3中式（1）表明时第（1）片74LS138工作而第（2）片74LS138禁止，将的00000111这8个代码译成8个低电平信号。而式（2）表明时，第（2）片74LS138工作，第（1）片74LS138禁止，将的10001111这8个代码译成8个低电平信号。这样就用两个3线8线译码器扩展成一个4线16线的译码器了。第三章 元器件选择3.1

8、 74LS138 3线-8线译码器 3线8线译码器74LS138，图3-1-1为74LS138实物图。图3-1-1 74LS138 3线-8线译码器实物图3线8线译码器除了3线到8线的基本译码输入输出端外，为便于扩展成更多位的译码电路和实现数据分配功能，74LS138还有三个输入使能端 EN1， EN2A和EN2B 。74LS138真值表和内部逻辑图分别见表3-1-2和图3-1-3。图3-1-2 74LS138译码器真值表 图3-1-3 74LS138内部逻辑图图3-1-4所示符号图中，输入输出低电平有效用极性指示符表示，同时极性指示符又标明了信号方向。74138的三个输入使能（又称选通ST）

9、信号之间是与逻辑关系， EN1高电平有效，EN2A和EN2B低电平有效。只有在所有使能端都为有效电平（EN1EN2AEN2B=100）时，74138才对输入进行译码，相应输出端为低电平，即输出信号为低电平有效。在EN1EN2AEN2B 100时，译码器停止译码，输出无效电平（高电平）。图3-1-4 74LS138符号图无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。集成译码器通过给使能端施加恰当的控制信号，就可以扩展其输入位

10、数。当附加控制门的输出为高电平（S1）时，可由逻辑图写出图3-1-5表达式图3-1-5 74LS138各个输出表达式由上式可以看出，同时又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。71LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S1），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，如表3.3.5所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图3.3.8电路中如果把作为“数据”输入端（同时），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过

11、所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。3.2 输入端电路的输入端是由4个开关构成，开关向上指示灯亮为输入高电平。如图3-2-1所示图3-2-1 电路输入端3.3 输出端 电路的输出端是由试验箱的电路板的16个LED小灯组成。如图 3-3-1所示图3-3-1 电路输出端第四章 电路连接及测试4.1实验准备过程依据我们整理的课上所学到的知识和上网查阅的资料，到实验室跟老师领取实验所需的元件74LS138译码器，根据电路图连接电路，用数字万用表测试直流

12、电源电压等。4.2 电路组装实物图是根据电路原理图和元器件搭接组装了整体实物连接图 如图4-2-1所示图4-2-1 整体实物连接图 电路采用实验室的5V直流电源，如图4-2-2所示图4-2-2 电路电源图电路的扩展电路是由两个74LS138构成，如图4-2-3所示图4-2-3 扩展电路电路的输入端为A3、A2、A1、A0，如图4-2-4图4-2-4 输入端电路的输出端是由16个LED小灯组成，如图4-2-5所示图4-2-5 输出端4.3 电路调试这个环节电路的连接已经全部完成，接下来就是调试的过程，也是验证我们的电路连接的是否成功。 当我们在输入端输入1111（即A3=1 A2=1 A1=1

13、A0=1）时，如图4-3-1所示，输出端为15，即Y15亮，如图4-3-2所示图4-3-1 输入为1111图4-3-2 输出端为15当我们在输入端输入1101（即A3=1 A2=1 A1=0 A0=1）时，如图4-3-3所示，输出端为13，即Y15亮，如图4-3-4所示图4-3-3 输入为1101图4-3-4 输出端为13第五章 结论及收获通过本次课程设计使我们学习到了很多东西，比如，74L138译码器的应用，简易的电路连接，自己动手画电路图，然后打印电路图在实验的过程中连接错过、失败过、反复的失败过，但在刘老师和同学的耐心指导帮助下，我终于连接成功了，使我圆满的完成了课程设计。两周的时间转瞬

14、即逝，课程设计已经接近尾声，在这两周的课程设计中学到了很多知识。在课设开始指导老师安排了课设要做的具体内容，在实验中需要用两个74LS138译码器组成一个4线-16线译码器。在连接两个74LS138的连接时遇到了一些麻烦问题，最后在老师的悉心指导下克服了困难，总体来说这次课设做的还是很成功的，这次课程设计的安排让我的实践能力也有了很大的提高。第六章 感谢篇及参考文献经过不懈的努力，我终于完成了“4线-16线译码器”这个课程设计，在此，我要感谢陪伴我们两周实习课程设计的刘老师，是您给了我大学期间最难忘的两周实习您严肃的科学态度，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到电路图的连接，刘老师都一直帮助我，从一开始选的复杂的课题，到后来老师亲自为我挑选一个相对简