项目3 数字显示器的制作

1、项目3 数字显示器的制作13.1 项目描述n本项目制作的数字显示器是由优先编码器74LS147、显示译码器74LS48和LED数码管等组成，项目相关知识点：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器和数码显示器等。n项目要求项目要求n用编码器、译码器和LED数码管组成的数字显示器，能够实现按键控制输入，分别显示09数字。2 常用组合逻辑电路模块的品种很多，常用组合逻辑电路模块的品种很多，主要有主要有全加器、编码器、译码器、数据全加器、编码器、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器分配器、数据选择器、数值比较器等。等。 对逻辑电路的学习主要掌握电路的对逻辑电路的学习主要掌握电路的端子名称、作用以

2、及有效控制电平。端子名称、作用以及有效控制电平。概述概述3概述概述43.2 项目资讯主要要求：主要要求： 理解编码的概念。理解编码的概念。 理解常用编码器的类型、逻辑功能和使用方法。理解常用编码器的类型、逻辑功能和使用方法。3.2.1编码器 生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。生活中常用十进制数及文字、符号等表示事物。数字电路只能以二进制信号工作。数字电路只能以二进制信号工作。编码器编码器译码器译码器5编码器的概念与类型 编码编码 将字母、数字、符号等信息编成将字母、数字、符号等信息编成相应二进制代码的过程。相应二进制代码的过程。 实现编码功能的电路实现编码功能的电路 编码器编码器(即即

3、Encoder) 被编被编信号信号 二进制二进制代码代码 编编码码器器 61 1位二进制代码可表示位二进制代码可表示1 1、0 0这两种不同的输入信号；这两种不同的输入信号； 2 2位二进制代码可表示位二进制代码可表示4 4种不同的输入信号；种不同的输入信号；依此类推，依此类推，n位二进制代码可表示位二进制代码可表示2 2n个输入信号个输入信号。思考：对思考：对108108键盘编码时，采用几位二进制代码？键盘编码时，采用几位二进制代码？ 编码原则编码原则：n位二进制代码可以表示位二进制代码可以表示2 2n n个信号，则对个信号，则对N N 个信号编码时，应由个信号编码时，应由2 2n n N

4、N 来确定二进制代码位数来确定二进制代码位数 n。 例：对例：对108108键盘编码时，采用了键盘编码时，采用了7 7位二进制代码位二进制代码ASCASC码。码。2 27 7128128108108。 如果编码器有如果编码器有8 8个输入端、个输入端、3 3个输出端，就称为个输出端，就称为8 8线线-3-3线线编码器；如编码器有编码器；如编码器有1010个输入端、个输入端、4 4个输出端，就称为个输出端，就称为1010线线-4-4线编码器；其余依此类推线编码器；其余依此类推7编码器编码器 普通编码器普通编码器：二进制编码器、：二进制编码器、 二二十进制编码器十进制编码器 优先编码器优先编码器

5、普通编码器普通编码器的特点是不允许两个或两个以上的输入同的特点是不允许两个或两个以上的输入同时要求编码，即输入要求是相互排斥的。在对某一个输入时要求编码，即输入要求是相互排斥的。在对某一个输入进行编码时，不允许其他输入提出要求。计算器中的编码进行编码时，不允许其他输入提出要求。计算器中的编码器就属于这一类。器就属于这一类。8I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y23 位二进制位二进制编码器编码器用用 n 位二进制数码对位二进制数码对 2n 个个输入信号进行编码的电路。输入信号进行编码的电路。 1.1.普通编码器普通编码器 二进制编码器二进制编码器由图可写出编码器由图可写出编码器的输出逻辑函数为

6、的输出逻辑函数为由上式可列出真值表为由上式可列出真值表为原原码码输输出出Y0=I1I3I5I7Y2=I4I5I6I7Y1=I2I3I6I7Y0=I1I3I5I7I0省略不画省略不画 8 个需要编码个需要编码的输入信号的输入信号输出输出 3 位位二进制码二进制码I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y21111000000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0 输输 出出 输输 入入被编信号高电平有效。被编信号高电平有效。 8 线线 3

7、线编码器线编码器9将十个状态（对应于十进制的十个数字）编将十个状态（对应于十进制的十个数字）编制成制成BCD码。码。十个输入十个输入需要几位输出？需要几位输出？四位四位输入：输入：I0 I9输出：输出：Y3Y2Y1Y01.普通编码器普通编码器二十进制编码器二十进制编码器10I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2I8I9Y38421BCD 码编码器码编码器1.1.二十进制编码器二十进制编码器将将 0 9 十个十十个十进制数转换为二进制进制数转换为二进制代码的电路。又称代码的电路。又称十十进制编码器进制编码器。 I0省略不画省略不画输出输出 4 位位二进制代码二进制代码I1I2I3I4I5I6I

8、7Y0Y1Y2I8I9Y310011000000000000101000000001110001000000001100001000000101000001000000010000001000011000000001000010000000001001000000000001000000000000001Y0Y1Y2Y3I9I8I7I6I5I4I3I2I1I0输出输出 输输 入入10 线线 4 线线编码器编码器被编信号被编信号高电平有效高电平有效原码输出原码输出11 若有两个或两个以上的输入同时要求编码时，则应采若有两个或两个以上的输入同时要求编码时，则应采用用优先编码器优先编码器，如计算机系

9、统中主机要控制打印机、磁盘，如计算机系统中主机要控制打印机、磁盘驱动器、输入键盘等，这时会有几个部件同时发出服务请驱动器、输入键盘等，这时会有几个部件同时发出服务请求的可能，而在同一时刻只能给其中一个部件发出允许操求的可能，而在同一时刻只能给其中一个部件发出允许操作的指令，因此要设计好这些控制对象允许操作的先后次作的指令，因此要设计好这些控制对象允许操作的先后次序，即序，即优先级别优先级别。 2. 优先编码器优先编码器 (即即 Priority Encoder) 12为何要使用为何要使用优先编码器？优先编码器？2.优先编码器优先编码器 (即即 Priority Encoder) 1111000

10、000001101000000101001000000010001000011000001000010000001001000000001000000000001Y0Y1Y2I7I6I5I4I3I2I1I0输输 出出 输输 入入允许同时输入数个编码信号，并只对其中允许同时输入数个编码信号，并只对其中优先权最高的信号进行编码输出的电路。优先权最高的信号进行编码输出的电路。 普通编码器在任何普通编码器在任何时刻只允许一个输入时刻只允许一个输入端请求编码，否则输端请求编码，否则输出发生混乱。出发生混乱。 优先级别的高低优先级别的高低由由设计者根据输入信号设计者根据输入信号的轻重缓急情况而定。的轻重缓

11、急情况而定。13（1） 二 十进制优先编码器CT74LS147二二-十进制（十进制（10线线-4线）优先编码器线）优先编码器74LS147 引脚图引脚图逻辑功能图逻辑功能图14CT74LS147I8I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2Y3I9二二 十进制优先编码器十进制优先编码器 74LS147I9 = 1，I8 = 0 时时，不论不论 I0 I7 为为 0 还是还是 1，电路只，电路只对对 I8 进行编进行编码，输出反码码，输出反码 0111。反码输出反码输出被编信号输入，被编信号输入，(省省略了略了 I0)，低电平有效。，低电平有效。01111111111101011111111100

12、01111111101101111110010111110100111100001110111010011001111111111111Y0Y1Y2Y3I9I8I7I6I5I4I3I2I1输出输出 输输 入入 I9 = 0 时时，不论其他，不论其他 Ii 为为 0 还是还是 1，电路只，电路只对对 I9 进行编进行编码码，输出，输出 Y3Y2Y1Y0 = 0110，为反码，其原码为为反码，其原码为 1001。111010011001111111111111无编码请求无编码请求Y3Y2Y1Y0=1111依依次次类类推推 74LS147I8I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2Y3I9被编信号优

13、先级别从高到被编信号优先级别从高到低依次为低依次为 I9、I8、I7、I6、I5、 I4、I3、I2、I1、I0。15（2）8线-3线优先编码器CT74LS148 引脚图引脚图逻辑功能图逻辑功能图16 八线三线优先编码器74LS148的真值表（功能表） 17 编码输入端：逻辑符号输入端编码输入端：逻辑符号输入端 上面均有上面均有“- -”号，这表示编码号，这表示编码输入低电平有效输入低电平有效。I0 I7低电平有效允许编码，但无有效编码请求优先权最高 74HC148的逻辑功能描述：18 74LS148的逻辑功能描述：的逻辑功能描述： 编码输出端：逻辑符号输出端上面均有编码输出端：逻辑符号输出端

14、上面均有“- -”号，这表号，这表示编码示编码输出低电平有效输出低电平有效，输出为三位二进制的，输出为三位二进制的反码反码。低电平有效低电平有效 使能端：使能端： 输入使能端，控制信号能否进入。输入使能端，控制信号能否进入。EI 扩展功能输出端，低电平有效表示编码器有编码输出。扩展功能输出端，低电平有效表示编码器有编码输出。 输出使能端，高电平有效。低电平表示本芯片没有有效的信号输入。输出使能端，高电平有效。低电平表示本芯片没有有效的信号输入。低电平低电平有效，有效，高电平高电平时禁止时禁止编码编码低电平有效，低电平有效，高电平时表示高电平时表示无编码输出无编码输出高电平有效。低电平表高电平有

15、效。低电平表示编码器未接收有效输示编码器未接收有效输入信号入信号GSEOEIEO GS1974LS148典型的应用电路 +5V20主要要求：主要要求： 理解译码的概念。理解译码的概念。 掌握二进制译码器掌握二进制译码器 74LS138 的的逻辑功能和逻辑功能和使用方法。使用方法。 3.2.2 译码器 理解其他常用译码器的逻辑功能和使用方法。理解其他常用译码器的逻辑功能和使用方法。掌握掌握用二进制译码器实现组合逻辑电路用二进制译码器实现组合逻辑电路的方法。的方法。 21 译码的概念与类型 译码译码是是编码编码的逆过程。的逆过程。 将表示特定意义信息的将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来。二进制

16、代码翻译出来。 实现译码功能的电路实现译码功能的电路 译码器译码器(即即 Decoder) 二进制二进制代码代码n个输入端个输入端 与输入代与输入代码对应的码对应的特定信息特定信息2n个输出端个输出端 译译码码器器 使能输入使能输入EI22将将n种输入的组合译成种输入的组合译成2n种电路状态。也叫种电路状态。也叫n- -2n线译线译码器。码器。如如2线线- -4线译码器，线译码器，3线线- -8线译码器，线译码器，4线线- -10线译码线译码器等。器等。2nN（输出）（输出），说明每个取值组合说明每个取值组合都代表一种信息。都代表一种信息。部分译码部分译码全译码全译码2n N ，说明部分取值组

17、合无输出与之，说明部分取值组合无输出与之对应，即它们不代表某种信息。这种译对应，即它们不代表某种信息。这种译码则为部分译码。码则为部分译码。译码器译码器 二进制译码器二进制译码器 二二 - - 十进制译码器十进制译码器 数码显示译码器数码显示译码器 23 1. 二进制译码器 将输入二进制代码译成将输入二进制代码译成相应输出信号的电路。相应输出信号的电路。 n 位位二进制二进制代码代码 N=2n 位位译码输出译码输出二进制二进制译码器译码器 译码输出译码输出100011010001001010000100Y3Y2Y1Y0A0A1 输入输入译码输出高电平有效译码输出高电平有效译码输出译码输出011

18、111101101110110111000Y3Y2Y1Y0A0A1 输输 入入0000译码输出低电平有效译码输出低电平有效2-4 线译码器线译码器240Y1Y2Y3YE0A1A2-42-4 译码器译码器常用二进制译码器举例3-8 3-8 译码器译码器25 ( 一一 ) 3 线线 8 线译码器线译码器 CT74LS138 简介简介 CT74LS138A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7逻辑功能示意图逻辑功能示意图 3 3线8 8线译码器 CT74LS138 3 位位二二进制码进制码输入端输入端8 个个译码输出端译码输出端低电平有效。低电平

19、有效。使能端使能端 STA 高电平有效，高电平有效， STB、STC 低低电平有效，即当电平有效，即当 STA = 1， STB = STC = 0 时时译码译码，否则禁止译码。，否则禁止译码。01111111111011011111101101110111111010111101111001011111011111001111110110100111111101100011111111000001111111110111111111Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2 输输 出出 输入输入 74HC138 真值表真值表允许译码器工作允许译码器工作禁止禁止译码译码 Y7 Y0 由输入二

20、进制码由输入二进制码 A2、A1、A0 的取值决定。的取值决定。011111111111111111010101010101010100010000000000输出逻辑函数式输出逻辑函数式Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1Y2=A2A1A0=m2Y3=A2A1A0=m3Y4=A2A1A0=m4Y5=A2A1A0=m5Y6=A2A1A0=m6Y7=A2A1A0=m700001000Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1二进制译码器能译出输入变量二进制译码器能译出输入变量的全部取值组合，故又称变量译码的全部取值组合，故又称变量译码器，也称全译码器。器，也称全译码器。其输出与

21、输入其输出与输入变量的最小项相互对应。变量的最小项相互对应。 基于这一点用该基于这一点用该译码器能方便的实现译码器能方便的实现三变量逻辑函数。三变量逻辑函数。STB+STCSTA应用：应用：74LS138对发光二极管的控制对发光二极管的控制 译码功能：根据输出引脚哪一条线有效，就可知译码功能：根据输出引脚哪一条线有效，就可知道具体输入的二进制代码是哪一种组合。道具体输入的二进制代码是哪一种组合。 BCD BCD码有多种，对应着多种译码器，常用的是码有多种，对应着多种译码器，常用的是8421BCD8421BCD译码器。译码器。它以它以4 4位二进制码位二进制1001

22、代表代表0-90-9十进制数，因此有十进制数，因此有4 4个输入个输入端，端，1010个输出端，称之为个输出端，称之为4 4线线-10-10线译码器线译码器。 74LS42 将将 BCD 码的十个代码译成码的十个代码译成 0 9 十个对应十十个对应十进制输出信号的电路，又称进制输出信号的电路，又称 4 线线 10 线线译码器。译码器。 2. 二十进制译码器（又称BCD译码器） 二十进制译码器二十进制译码器 4 线线-10 线译码器线译码器74LS42逻辑功能图逻辑功能图Y1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y7Y8Y9A0A1A274LS42A3 8421BCD 码输入端，码输入端，从高位到低位依次为从

23、高位到低位依次为 A3、A2、A1 和和 A0 。 10 个译码输出端，分别个译码输出端，分别对应十进制的对应十进制的10个数码，个数码，低电平低电平 0 有效。有效。111111111111111111111111011111111111111011111111111100111111111111110111111111110101伪伪码码01111111111001910111111110001811011111111110711101111110110611110111111010511111011110010411111101111100311111110110100211111111

24、0110001111111111000000Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2A3 输输 出出 输输 入入十进十进制数制数4 线线-10 线译码器线译码器 74LS42 真值表真值表00000010001001000111100110101000101100010000000000111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111101111011001111010101伪伪码码01 10 个译码输出端，个译码输出端，低电平低电平 0 有效。有效。当输入一组数码当输入一组数码时，只有对应的时，只有对应

25、的一个输出线为一个输出线为0，其余为其余为1，表示译，表示译出该组数码对应出该组数码对应的那个十进制数。的那个十进制数。 BCD码以外的码以外的6个无效状态称为个无效状态称为伪码伪码。74LS42自自动拒绝伪码。动拒绝伪码。 在数字测量仪表和各种数字系统中，常常需要将数字、在数字测量仪表和各种数字系统中，常常需要将数字、字母、符号等直观地显示出来，以方便直接读取测量和运算结字母、符号等直观地显示出来，以方便直接读取测量和运算结果。能够显示数字、字母、符号的器件称为果。能够显示数字、字母、符号的器件称为数字显示器数字显示器。数字。数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常显示电路

26、是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成。由译码器、驱动器和显示器等部分组成。 脉冲信号脉冲信号计数器译码器驱动器显示器3. 数字显示译码器 YA0A1A2数码显示译码器数码显示译码器译译码码器器YYYYYY驱驱动动器器YYYYYYYA3a数码显示器数码显示器bcdefgbcdefgabcdefga3. 数字显示译码器 将输入的将输入的 BCD 码译成相应输出信号，码译成相应输出信号，以驱动显示器显示出相应数字的电路。以驱动显示器显示出相应数字的电路。 数字显示译码器的结构和功能示意数字显示译码器的结构和功能示意0101a数字显示器数字显示器bcdefg

27、YA0A1A2数字显示译码器数字显示译码器译译码码器器YYYYYY驱驱动动器器YYYYYYYA3bcdefgabcdefga输入输入 BCD 码码输出驱动七段数码管显示相应数字输出驱动七段数码管显示相应数字00011. 七段半导体数码显示器（LED)数字设备中用得较多的为七段数码显示器，又称数数字设备中用得较多的为七段数码显示器，又称数码管。常用的有半导体数码显示器码管。常用的有半导体数码显示器(LED)和液晶显示器和液晶显示器(LCD)等。它们由七段可发光的字段组合而成。等。它们由七段可发光的字段组合而成。 abcdefgDPag fCOMbce dCOMDPabcdefgDP发光字段，由管

28、脚发光字段，由管脚 a g 电平控制是否发光。电平控制是否发光。小数点，需要时才点亮。小数点，需要时才点亮。显示的数字形式显示的数字形式逻辑符号逻辑符号 主要优点：字形清晰、工作电压低、体积小、可靠主要优点：字形清晰、工作电压低、体积小、可靠 性高、响应速度快、寿命长和亮度高等。性高、响应速度快、寿命长和亮度高等。 主要缺点：工作电流大，每字段工作电流约主要缺点：工作电流大，每字段工作电流约 10 mA 。 共阳接法共阳接法 共阴接法共阴接法 半导体数码显示器内部接法半导体数码显示器内部接法COMCOMDP gfedcbaDP gfedcbaCOMCOMVCC+5 V串接限流电阻串接限流电阻

29、a g 和和 DP 为低电平时为低电平时才能点亮相应发光二极管。才能点亮相应发光二极管。 a g 和和 DP 为高电平为高电平时才能点亮相应发光二极管。时才能点亮相应发光二极管。共阳接法数码显示器需要配共阳接法数码显示器需要配用输出低电平有效的译码器。用输出低电平有效的译码器。 共阴接法数码显示器需要配共阴接法数码显示器需要配用输出高电平有效的译码器。用输出高电平有效的译码器。RR共阳极共阳极共阴极共阴极七段数码显示器显示七段数码显示器显示1时的驱动方式：时的驱动方式：该数码显示器件是共阴极还是共阳极？该数码显示器件是共阴极还是共阳极？ （2）七段显示译码器 数字显示译码器将数字显示译码器将B

30、CD代码译成数码管显示字所需要的代码译成数码管显示字所需要的相应高、低电平信号，使数码管显示出相应高、低电平信号，使数码管显示出BCD代码所表示的代码所表示的对应十进制数。对应十进制数。12435610111412151397AEGDFLTCBCBBI/BRORBIAD74LS478GND16_VCC74LS4774LS47是输出低电平有效，可驱动共阳极数字显示器。是输出低电平有效，可驱动共阳极数字显示器。74LS4874LS48是输出高电平有效，可驱动共阴极数字显示器。是输出高电平有效，可驱动共阴极数字显示器。 显示译码器74LS48的逻辑功能表3-397448的逻辑功能：（1）正常译码显示

31、。正常译码显示。 =1， =1时，对输入为十进制数l15的二进制码（00011111）进行译码，产生对应的七段显示码。LTRBOBI /3-40RBIRBI74LS4874LS48的逻辑功能：的逻辑功能：（2 2）灭零。灭零。 当输入当输入 =0 =0 、而输入为、而输入为0 0的二进制码的二进制码00000000时，译码器的时，译码器的Y Ya aY Yg g 输出全输出全0 0，使显示器全灭；只有当，使显示器全灭；只有当 =1=1时，才产生时，才产生0 0的七段的七段显示码显示码, , ，所以所以 称为称为灭零输入端灭零输入端。RBI3-4174LS4874LS48的逻辑功能：的逻辑功能：

32、（3）灯测试端。灯测试端。当 =0时，无论输入怎样，Yag输出全1，数码管七段全亮。由此可以检测显示器七个发光段的好坏。 称为灯测试端。LTLT3-4274LS4874LS48的逻辑功能：的逻辑功能：（4）消隐控制端消隐控制端 。 可以作输入端，也可以作输出端。 作输入使用时，如果 =0时，不管其他输入端为何值，ag均输出0，显示器全灭。因此 为输入消隐控制端。RBOBI /RBOBI /BIBI消隐消隐七段显示译码器七段显示译码器74LS4874LS48与数码管的连接与数码管的连接5Vabcdefg74LS4874LS48GNDVcc电源电源5V5VA3A2A1A0YaYbYdYfYeYgY

33、cLTLTBIBIRBIRBI输入信号输入信号此三控制端不用时，通过电阻接高电平。此三控制端不用时，通过电阻接高电平。BCDBCD码码七段显示译码器七段显示译码器HC4511HC4511的逻辑的逻辑功能示意图功能示意图HC4511BI A3A2A1A0BIYgYfYeYdYcYbYa 消隐控制端，消隐控制端，低电平有效。低电平有效。 8421 码输入端码输入端译码驱动输出端，译码驱动输出端，高电平有效。高电平有效。74HC4511与显示器的连接示意图，如图所示。灯测试端灯测试端低电平有效低电平有效消隐控制端消隐控制端低电平有效低电平有效锁存控制端锁存控制端4 线线-7 段译码器段译码器/驱动器

34、驱动器74HC4511逻辑功能表逻辑功能表消隐消隐000000001111消隐消隐000000001111消隐消隐000000010111消隐消隐000000000111消隐消隐000000011011消隐消隐0000000010119110011110011811111110001170000111111016111110001101511011011010141100110001013100111111001210110110100110000110100010011111100001消隐消隐00000000YgYfYeYdYcYbYa A0A1A2A3BI数字数字显示显示 输输 出出 输

35、输 入入4 线线-7 段译码器段译码器/驱动器驱动器 HC4511的逻辑功能示意图的逻辑功能示意图HC4511BI A3A2A1A0BIYgYfYeYdYcYbYa 00000000消隐消隐1111111111111111011101111011001111010101消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐消隐987654321011001111111111000011111111001101101110011010011111011011000011001111111001000111100110101000101100010010000000允允许许数数码码显显示示伪码伪码相应端口输

36、出相应端口输出有效电平有效电平 1，使显，使显示相应数字。示相应数字。输入输入BCD 码码agfbc禁禁止止数数码码显显示示想一想： 电梯楼层显示电路，按动标有电梯楼层显示电路，按动标有1、2、3、4、5、6、7的其一按键时，为什么可显示相应的数的其一按键时，为什么可显示相应的数字？根据你的知识尝试解析其原理。字？根据你的知识尝试解析其原理。 4. 译码器的应用 （1）用二进制译码器实现组合逻辑函数由于由于译码器的输出是输入变量的全部或部分最小项，译码器的输出是输入变量的全部或部分最小项，而任何一个组合逻辑函数都可以变换为最小项之和而任何一个组合逻辑函数都可以变换为最小项之和的标的标准式，因此

37、准式，因此用译码器和适当的门电路可实现组合逻辑函用译码器和适当的门电路可实现组合逻辑函数。数。当译码器输出当译码器输出低电平有效时，多选用与非门；低电平有效时，多选用与非门；译码译码器输出器输出高电平有效时，多选用或门。高电平有效时，多选用或门。 由于有由于有 A、B、C 三个变量三个变量，故选用故选用 3 线线 - 8 线线译码器译码器 解：解： (1) 根据逻辑函数选择译码器根据逻辑函数选择译码器例例 试用译码器和门电路实现逻辑函数试用译码器和门电路实现逻辑函数ABCAY选用选用 3 线线 - 8 线线译码器译码器 74LS138，并令并令 A2 = A，A1 = B，A0 = C。(2)

38、 将函数式变换为最小项表达式将函数式变换为最小项表达式7620mmmmABCCABCBACBAABCAY(3)根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路ABCYY1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y71STASTBSTCA0A1A274SL138(4) 画逻辑电路画逻辑电路74LS138 输出低电平有效输出低电平有效，iimY ，i = 0 7因此，将因此，将 Y 函数式变换为函数式变换为7620mmmmY7620YYYY采用采用 4 输入输入与非门与非门，其输入取自，其输入取自 Y0、Y2、Y6 和和 Y7 。由于有由于有 A、B、C 三个变量三个变量，故选用故

39、选用 3 线线 - 8 线线译码器。译码器。 解：解： (1) 根据逻辑函数选择译码器根据逻辑函数选择译码器例例3 试用译码器和门电路实现逻辑函数试用译码器和门电路实现逻辑函数YABBCAC选用选用 3 线线 - 8 线线译码器译码器 74LS138， 并并令令 A2 = A，A1 = B，A0 = C。(2) 将函数式变换为最小项表达式将函数式变换为最小项表达式3567 = =YABBCACABCABCABCABCmmmm(3)根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路ABCYY1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y71STASTBSTCA0A1A2 74LS13

40、8(4)逻辑电路逻辑电路Y& 74LS138 输出低电平有效输出低电平有效，iimY ，i = 0 7因此，将因此，将 Y 函数式变换为函数式变换为3567Ymmmm3567YYYY采用采用4输入输入与非门与非门， 其输入取自其输入取自 Y3、Y5、Y6 和和 Y7 。 74LS138(1)A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7CT74LS138(2)A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15A2A1A0EA31A3A2A1A0低低位位片片高高位位片片 （2）译码器的

41、扩展 例如例如 两片两片 74LS138 组成的组成的 4 线线 16 线线译码器。译码器。16 个译码个译码输出端输出端 4 位二进制码输入端位二进制码输入端低低 3 位码从各译码位码从各译码器的码输入端输入。器的码输入端输入。A2A1A0A2A1A0A2A1A0STA1STBA3STASTCSTCSTBE高位码高位码 A3 与高位片与高位片 STA 端和低位片端和低位片STB 端相端相连，因此连，因此 ，A3 = 0 时低时低位片工作，位片工作，A3 = 1 时高时高位片工作。位片工作。 STA不用，应不用，应接有效电平接有效电平 1 。作作 4 线线 16 线译码线译码器使能端，低电平有

42、效。器使能端，低电平有效。 74LS138 组成的组成的 4 线线 16 线线译码器工作原理译码器工作原理 E = 1 时，两个译码器时，两个译码器都不工作，输出都不工作，输出 Y0 Y15 都都为高电平为高电平 1。(1)A3 = 0 时，高位片不工时，高位片不工作，低位片工作，译出与作，低位片工作，译出与输入输入 0000 0111 分别对应分别对应的的 8 个输出信号个输出信号 Y0 Y7 。(2)A3 = 1 时，低位片不工时，低位片不工作，高位片工作，译出与作，高位片工作，译出与输入输入 1000 1111分别对应分别对应的的 8 个输出信号个输出信号 Y8 Y15。 E = 0 时

43、，允许译码。时，允许译码。 74LS138(1)A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 74LS138(2)A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15A2A1A0EA31低低位位片片高高位位片片A3A2A1A0A2A1A0A2A1A0A2A1A0STA1A3STAE数据分配器数据分配器: 根据地址码的要求，将一路数据根据地址码的要求，将一路数据 分配到指定输出通道上去的电路。分配到指定输出通道上去的电路。Demultiplexer，简称简称DMUXY0DY1Y2Y34 路数据

44、分配器工作示意图路数据分配器工作示意图A1A0一路输入一路输入多路输出多路输出地址码输入地址码输入10Y1 = DD3.2.3 数据分配器 4路数据分配器的功能表路数据分配器的功能表100 YDA A011AADY 012ADAY 013ADAY 逻辑表达式为：逻辑表达式为：例：例：A1A0=01，Y1=D, 输入信号输入信号D从从Y1输出输出CT74LS138A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7逻辑功能示意图逻辑功能示意图 地址信地址信号输入号输入端端8 个个数据输出端，数据输出端，原码输出原码输出 将译码器改为将译码器改为数据分配器

45、的实现电路数据分配器的实现电路 将译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址将译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址信号输入端使用时，则译码器便成为一个数据分配器。信号输入端使用时，则译码器便成为一个数据分配器。1D0CT74LS138A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7逻辑功能示意图逻辑功能示意图 地址信地址信号输入号输入端端8 个个数据输出端，数据输出端，反码输出反码输出 将译码器改为将译码器改为数据分配器的实现电路数据分配器的实现电路 D00D0YD1D2D34 选选 1 数据选择器工作示意图数据选择器

46、工作示意图A1A03.2.4 数据选择器 数据选择器数据选择器: 根据地址码的要求，从多路输入信号中根据地址码的要求，从多路输入信号中 选择其中一路输出的电路选择其中一路输出的电路.又称多路选择器又称多路选择器(Multiplexer，简称，简称MUX)或多路开关。或多路开关。多路输入多路输入一路输出一路输出地址码输入地址码输入10Y=D1D1常用常用 2 选选 1、4 选选 1、8 选选 1和和 16 选选 1 等数据选择器。等数据选择器。 数据选择器的输入信号个数数据选择器的输入信号个数 N 与地址与地址码个数码个数 n 的关系为的关系为 N = 2n1. 4选选1数据选择器数据选择器 数

47、据选择器的主体电路一般数据选择器的主体电路一般是与或门阵列。是与或门阵列。 可见，输出可见，输出Y取决于选择变量取决于选择变量A1A0的的不同组合。当不同组合。当A1A0=00时，时，Y=D0；当当A1A0=01时，时，Y=D1；当；当A1A0=10时，时，Y=D2；当；当A1A0=11时，时，Y=D3。 集成电路型号集成电路型号:74LS153)00012030123110110123 YA A DA A DA A DA A Dm Dm Dm Dm DA0A1A1A0CT74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1STYYCT74LS151的逻辑功能示意图的逻辑功能示意图

48、8 路数据输入端路数据输入端地址信号地址信号输入端输入端互补输出端互补输出端使能端，低使能端，低电平有效电平有效2. 8选选 1 数据选择器数据选择器CT74LS151CT74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1STYYCT74LS151逻辑功能示意图逻辑功能示意图 ST = 1 时时,输出输出Y=0，禁止，禁止数据选择器工作数据选择器工作ST = 0 时，时，数据选择器数据选择器工作。工作。选择哪一路信号输出选择哪一路信号输出由地址码决定。由地址码决定。8 选选 1 数据选择器数据选择器CT74LS151 真值表真值表 D7D71110D6D60110D5D51010D

49、4D40010D3D31100D2D20100D1D11000D0D00000101YYA0A1A2ST输输 出出输入输入D7D6D5D4D3D2D1D0D因为若因为若A2A1A0=000，则，则因为若因为若A2A1A0=010，则，则Y=D0Y=D2D7D71110D6D60110D5D51010D4D40010D3D31100D2D20100D1D11000D0D00000101YYA0A1A2ST输输 出出输入输入CT74LS151 输出函数表达式输出函数表达式1 00 00 00 00 01 00 00 0Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1

50、A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7 = m0D0+ m1D1+m2D2+ m3D3+ m4D4+m5D5+ m6D6+ m7D7DD0D1D2D3D4D5D6D73.3.用数据选择器实现逻辑函数用数据选择器实现逻辑函数 由于数据选择器在输入数据全部为由于数据选择器在输入数据全部为 1 时，输出为时，输出为地址输入变量全体最小项的和。地址输入变量全体最小项的和。 例如例如 4

51、选选 1 数据选择器的输出数据选择器的输出Y = m0 D0 + m1 D1+ m2 D2+ m3 D3 当当 D0 = D1 = D2 = D3 = 1 时，时，Y = m0 + m1+ m2 + m3 。 当当 D0 D3 为为 0、1 的不同组合时，的不同组合时，Y 可输出不同的可输出不同的 最小项表达式。最小项表达式。而任何一个逻辑函数都可表示成最小项表达式，而任何一个逻辑函数都可表示成最小项表达式，当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接输入变量个数相同时，可直接将逻辑函数输入变将逻辑函数输入变量有序地接数据选择器的地址输入端。量有序地接数据选择器的地址输入端。因此因此用数据选择器可很方便的实现逻辑函数用数据选择器可很方便的实现逻辑函数。 CT74LS151 有有 A2、A1 、A0 三个地址输入端，三个地址输入端，正好用以输入三变量正好用以输入三变量 A、B、C 。例例4 试用数据选择器实现函数试用数据选择器实现函