实验四编码器,译码器,数码管(定稿)2演示教学

1、实验四 编码器, 译码器, 数码管(定稿) 2精品资料实验四编码器、译码器、数码管一、实验目的1 掌握编码器、译码器和七段数码管的工作原理和特点。2 熟悉常用编码器、译码器、七段数码管的逻辑功能和他们的典型应用。3. 熟悉“数字拨码器”（即“拨码开关”）的使用。二、实验器材1. 数字实验箱 1 台2.集成电路： 74LS139、 74LS248 、 74LS145 、 74LS147 、 74LS148各 1 片74LS1382片3.电阻：200 14个4. 七段显示数码管： LTS 547RF 1 个三、预习要求1复习编码器、译码器和七段数码管的工作原理和设计方法。2. 熟悉实验中所用编码器

2、、译码器、七段数码管集成电路的管脚排列和逻辑功能。3. 画好实验用逻辑表。四、实验原理和电路按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分成两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做 时序逻辑电路 。 组合逻辑电路在任何时刻其输出信号的稳态值，仅决定于该时刻各个输人端信号的取值组合。 在这种电路中 ，输入信号作用以前电路的状态对输出信号无影响。 通常，组合逻辑电路由门电路组成。（一）组合逻辑电路的分析方法：a根据逻辑图，逐级写出函数表达式。b进行化简：用公式法或图形法进行化简、归纳。必要时，画出真值表分析逻辑功能。（二）组合逻辑电路的设计方法：从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。一般分以下四步进行。a分析要

3、求：将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。进行逻辑变量定义（即定义字母 A、 B、C、 D 所代表的具体事物）。b. 根据要求的输入、输出关系，列出真值表。c. 进行化简：变量比较少时，用图形法；变量多时，可用公式法化简。化简后，得出逻辑式。d. 画逻辑图：按逻辑式画出逻辑图。进行上述四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件数字集成电路，进行实验论证。值得注意的是，这些步骤的顺序并不是固定不变的，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。（三）常用组合逻辑电路：1编码器仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 2精品资料编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。

4、编码操作就是将具体的事物或状态表示成所需代码的过程。按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要分成二类：普通编码器和优先编码器。普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。包括：a二进制编码器：如用门电路构成的4 2 线， 8 3 线编码器等。b二一十进制编码器：将十进制的0 9 编成 BCD码，优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成混乱。为解决这一问题，需采用优先编码器。如8 线 3 线集成二进制优先编码器74LS148、 10 线 4 线集成 BCD码优先编码器74LS147 等。2 译码器译码器也是一种组合逻辑电路。所谓译码，就是把代码的特定含义“

5、翻译”出来的过程。实现译码操作的电路称为译码器。译码器分成两类：状态译码器： 将代码所代表的事物和状态“翻译”出来的译码器。常用的 状态译码器 有：集成二进制译码器： 2线 4 线译码器 74LS139， 3 线 8 线译码器 74LS138；二十进制译码器（ BCD码十进制） 74LS145 等。显示译码器： 将代码“翻译”成七段数码管的显示码，用来驱动各种数字显示器，如共阴极数码管译码驱动器74LS48 和 74LS248，共阳数码管译码驱动74LS47 和 74LS247等。三、实验内容及步骤表 3.174LS139 2-4 线译码器功能表（一）译码器实验1状态译码实验：输入输出GBAY

6、0Y1 Y2 Y3LEDVCC164567VCCY0Y1Y2Y31××11110001/2 74LS139GBAGND1328K1K2K3001010011.逻逻逻逻.VCCLED图 3.1 74LS139 2-4 线译码器16 15 14 13 12 111097实验电路VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4Y5Y6Y774LS138 将 2 线 -4 线译码器74LS139 和 3 线 -8 译码器74LS138 分别插入实验箱的IC 插座中。 按图3.1接线，输入G、 B、 A 信号，观察LED输出 Y 0、 Y1、Y2、 Y3 的状态，并将结果填人表 3.1 中。（

7、G是使能端）仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 3CBAG2AG2BG1GND3214568K1K2K3K5K6K7逻逻逻逻图 3.2 74LS138 3-8 线译码器实验电路精品资料 按图 3.2 接线，输入G1、 G2A、 G2B、 A、 B、 C 信号，观察LED输出 Y0Y7。当 使能信号 G1、 G2A、 G2B满足表 3.2 条件时，译码器选通。（G1、G2A、G2B是使能端） 译码器扩展，用一片74LS139 双 2 一 4 线译码器可接成3 8 线译码器。用两片74LS1383 8 线译码器可组成4 16 线译码器，按图3.3 接线，即可完成2 4 线、3 一8 线译码

8、器的扩展。同样的方法，可完成更多的 N 2N译码器的扩展功能。VCCLED1645671211109VCC1Y01Y11Y21Y32Y02Y12Y22Y374LS139G1B1A1G1B1A1GND13215131481274LS04K1K2K3逻逻逻逻图 3.3（a） 2-4 线译码器扩展VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71615141312111097VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774LS138-1CBAG2AG2BG1GND3214568VCC表 3.2 74LS138 3-8 线译码器功能表输 入输出使能选择G1C B AY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7G2*

9、×1×××111111110 ××××11111111100 0 0100 0 1100 1 0100 1 1101 0 0101 0 1101 1 0101 1 1G2*=G+G'Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15LED1615141312111097VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774LS138-2CBAG2AG2BG1GND3214568ABCDGK1K2K3K4.逻逻逻逻0 / 1.图 3.3（b）3-8 线译码器扩展BCD码十进制译码器实验将 BCD码十进制译码器74LSl45 插

10、入实验箱中，按图3.4 接线。其中BCD码用数字仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 4精品资料实验箱的8421 码拨码开关产生（8421 拨码开关的工作原理见附录E）， 74LS145 的译码输出 Y0 Y9 与发光二极管LED 相连。按动拨码开关，观察译码器输出指示灯LED 的显示位置是否和拨码开关所指示的十进制数字一致。（注：拨码开关的输出端A、 B、 C、 D 也可接到数字箱的输出指示灯上，以便观察拨码开关的输出BCD码值）。2显示译码实验将显示译码驱动集成电路74LS248（或 74LS48）和共阴极数码管插入实验箱空IC 插座中，按图 3.5接线。图3.6 为共阴极数码管LT

11、S-547RF管脚排列图（字面向上）。接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致，记录结果。如不用8421 拨码开关，也可用四位逻辑开关代替。LED123456791011GY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9GVCC限流电阻74LS145162 00ABCDGNDabcdefpgd151413128321 0541111911VCCabcd ef gVCC16GND87 4LS24 8.7 4LS48O逻逻逻逻BRIABCD/TIB1248200200200200ABCBLRVCCD8VCC71263 45VCC图 3.4 BCD- 十进制译码器电路'g fG a

12、b.下拉电阻 ×4ABCD12482002002 002 00VCC8VCCe dp拨码开关cG d.图 3.6 7 段数码管接脚图图 3.5显示译码实验电路说明：a. 74LS48 和 74LS248 的引脚和使用方法完全相同，显示字型略有不同。74LS248 较好。b. 7 段数码管内部由发光二极管（LED ）组成字型的笔画。根据LED 的连接方式不同分成共阴型和共阳型两种。共阴型7 段数码管中全部 LED 的阴（负）极连接在一起；共阳型 7 段数码管中全部 LED 的阳（正）极连接在一起。在使用时要正确选择。c. 7 段数码管的 dp 为小数点（ decimal point ）

13、，不参加译码。G 为公共极，共阳或共阴，两个 G 脚内部相连。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 5精品资料（二） 编码器实验1 普通编码器 实验：根据图3.7 所示电路 , 使用 4 输入与非门74LS20 组成 8 3 线普通编码器，其输入接8 位逻辑开关，输出A、 B、C 接输出指示灯LED。每个输入信号以低电平为有效信号。其输入输出的逻辑关系为：Y0=I1I3I5I7Y1=I2I3I6I7Y2=I4I5I6I7efg h由上式可列出真值表如表3.3所示。进行实验验证。表 3.3编码器的真值表输入输出I 0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7Y2Y1Y00111111100

14、010111111001110111110101110111101111110111100111110111011111110111011111110111.Y2Y1Y0LED6U1A8U1B6U2AVCC74LS20774LS20 VCC74LS207GNDGND1414VCCVCC124532091245111I0I1I2I3I4I5I6I7图 3.7与非门组成的编码器实验线路图2 10 4 线集成优先编码器实验：将 10 4 线（十进制 BCD码）集成优先编码器74LS147 插入实验系统IC 空插座中，按照图 3.8 接线。其输入接逻辑开关，输出D、 C、 B、 A 接四个输出指示灯L

15、ED。接通电源，按表3.4 要求输入逻辑0 1 电平，观察输出结果并填入表3.4 中。（见仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 6精品资料下页）3 8 3 线集成优先编码器实验 ：将 8 3 线集成优先编码器 74LS148 按上述同样方法进行实验论证。其接线如图 3.9 所示。功能表见表 3.5 。（见下页）六、实验报告要求1. 整理实验线路图和实验数据、表格。2. 总结集成电路进行电路扩展的方法。3. 比较用门电路组成组合逻辑电路和应用专用集成电路各有什么优、缺点。LED41679DCBAVCC表 3-4十进制 / BCD码编码器功能表输入 (K)输出123456789DCA1111

16、11111111174LS14716VCC8××××××××0×××××××01GND1234567891231013112451K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9逻逻逻逻图 3.8 10-4 线编码器实验接线LED5467911OSCBAEGVCCVCC1674LS1488IGND01234 567E0123113511241K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8逻逻逻逻图 3.9 8-3 线编码器实验接线××××××011×××××0111×× ××01111×× ×011111××0111111×01111111011111111×：状态随意表 3.58 / 3线编码器功能表输入 (K)输出E101234567CBAGSEO1×××××××&