模块9单元2-编码器、译码器与数据选择器

中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块9组合逻辑电路｜单元2编码器、译码器与数据选择器适用：理实一体课堂·职教高考复习02编码与译码·74LS148/74LS138·七段LED显示·数据选择器素养园地素养园地组合逻辑器件的工程素养电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）本单元聚焦三种常用组合逻辑器件，在「识别—对照—应用」中提升工程素养▶素养目标一·解决问题的能力面对编码器、译码器、数据选择器等多种器件，能理清「输入→编码→译码→显示」的数据流向，独立分析电路功能。遇到芯片引脚与真值表不一致时，能借助资料定位原因，而非死记硬背。▶素养目标二·理论联系实际把器件芯片的引脚排列与功能表对照，在实训中完成数码管显示电路的识读与安装。养成规范操作、对照手册的工程意识，做到「知其然亦知其所以然」。学习目标三维学习目标电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）知识目标1）了解集成编码器、译码器、数据选择器的功能2）了解数码管显示电路的工作原理及安装方法技能目标1）能说出编码器、译码器、数据选择器的功能2）能识别编码器、译码器、数据选择器芯片素养目标1）培养解决问题的能力2）培养理论联系实际的能力新知精讲新知精讲·一编码的概念与二进制编码器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）编码=把十进制数/文字/符号转换为二进制代码的过程▶什么是编码编码是指将十进制数、文字、符号等数据或信号转换为二进制代码的过程。具有编码功能的组合逻辑电路称为编码器；计算机键盘就是一个典型例子——某键按下即输出对应编码。▶二进制编码器2ⁿ个输入端→二进制编码器→n位二进制代码输出（图9-4）。按编码方式分：二进制编码器、二-十进制编码器；按输入是否互斥分：普通编码器、优先编码器。新知精讲新知精讲·二普通编码器与优先编码器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图9-674LS148（8线-3线优先编码器）外形与引脚▶普通编码器任一时刻只允许一个输入有效（信号互相排斥），同时输入多个会导致输出混乱；例：4线-2线编码器由2个或门构成，编码4个输入、输出2位二进制码。▶优先编码器（市场主流）同一时刻允许多个输入，但只对优先级最高的信号编码；74LS148：I₀~I₇输入、Y₀~Y₂输出、YEX/YS扩展端、S(E)使能端；优先级I₇>I₆>…>I₀。图9-674LS148的外形和引脚新知精讲新知精讲·三译码器与二进制译码器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图9-974LS138（3线-8线）二进制译码器外形与引脚▶译码的概念译码是编码的逆过程：把特定意义的二进制代码翻译成对应信号或十进制数码；实现该功能的电路称为译码器，常用有二进制译码器、显示译码器等。▶二进制译码器（n线-2ⁿ线）n位二进制输入经译码器转换为2ⁿ个输出（图9-8）；74LS138：A₀~A₂输入、Y₀~Y₇输出（低电平有效）、3个片选/控制端。图9-974LS138的外形和引脚新知精讲新知精讲·四显示译码器与七段LED数码管电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图9-10b七段LED数码管内部结构（a~g七段拼合）▶七段LED数码管由a、b、c、d、e、f、g七个发光二极管拼合，共10引脚（3、8为公共端）；共阴极：内部负极相连，驱动电平为高电平；共阳极：正极相连，驱动低电平。▶显示译码器74LS48内部含译码与驱动两部分，把二进制数据译为十进制数字显示；A₃~A₀代码输入，Yₐ~Y_g驱动输出（低电平有效），经1kΩ上拉电阻接共阴极数码管。图9-10b七段LED数码管内部结构新知精讲新知精讲·五数据选择器电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）图9-134选1数据选择器逻辑图（E=0工作，E=1禁止）▶数据选择器的概念根据地址输入信号，从一组输入中选出一个送至输出的组合逻辑电路；又称多路选择器（MUX）。4选1：D₀~D₃输入，A₀、A₁地址控制选中一路输出。▶工作原理与集成芯片使能端E=1禁止数据输入、E=0允许选通；常用集成：双4选1的74LS153、8选1的74LS151、16选1的74LS150。图9-134选1数据选择器的逻辑图新知精讲新知精讲·六典型组合逻辑器件对照电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）编码器/译码器/数据选择器/显示译码器——四象限对照▶编码器（Enc）功能：多输入→少位二进制码；代表：74LS148（8-3优先）、74LS147（10-4BCD）；应用：键盘扫描、优先中断。▶译码器（Dec）功能：二进制码→对应输出；代表：74LS138（3-8线，低有效）；应用：地址译码、片选。▶数据选择器/显示译码MUX：多路→1路（74LS153/151）；显示译码：74LS48驱动共阴数码管；应用：多路采集、数字显示。小结单元小结电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）1编码是把十进制数/文字/符号转为二进制代码的过程；编码器分普通（输入互斥）与优先（取最高优先级）两类，74LS148为8线-3线优先编码器。2译码是编码的逆过程；二进制译码器为n线-2ⁿ线结构，74LS138的Y₀~Y₇输出低电平有效，常用于地址译码与片选。3七段LED数码管由a~g七个发光二极管拼合，分共阴极（驱动高电平）与共阳极（驱动低电平）；显示译码器74LS48含译码+驱动，输出低有效，配共阴数码管。4数据选择器（MUX）按地址从多路输入中选一路输出，E=0工作、E=1禁止；常用74LS153（双4选1）、74LS151（8选1）等。应用应用与辨析·组合逻辑器件在身边电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）▶计算机键盘编码按键按下时编码器（如74LS148）输出对应扫描码，CPU据此识别按键——编码器的典型工程应用。▶数码管显示电梯楼层、电子钟、计数器用七段LED+显示译码器74LS48，把二进制结果直观显示为十进制数字。▶多路数据采集数据选择器在地址控制下轮流选通多路传感器信号送后级，大幅减少布线，是MUX的实际用途。⚠辨析与提醒普通编码器不可同时按多键：输入互斥，多个有效输入会使输出混乱；优先编码器才允许同时多输入并按优先级编码。共阴/共阳不可混接：74LS48输出低电平有效，必须接共阴极数码管，否则不亮或烧毁器件。74LS138输出低电平有效：Y=0表示对应端被译中，外接逻辑须按低电平有效设计。职教高考职教高考专项练习·组合逻辑器件电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）✎练习·一、填空1.常见的数码管类型有______和______。2.七段LED数码管的一个数字内部由______段发光二极管拼合而成。3.若显示译码器的驱动输出为低电平有效，则显示器应选用______数码管。4.编码是指将十进制数等数据或信号转换为______的过程。5.编码的逆过程是______。6.显示译码器内部包含______与______两部分电路。7.要驱动共阴极数码管，显示译码器应输出______信号。8.能从多个输人数据中选择一个作为输出的芯片是______。✔练习·二、判断1.共阴极数码管的驱动电平为高电平。（）2.共阳极数码管的驱动电平为低电平。（）3.组合逻辑电路由逻辑门电路构成。（）4.组合逻辑电路在某一时刻的输出只取决于该时刻的输入。（）5.半导体数码管由发光二极管排列显示数字。（）参考答案·填空1.共阴极数码管、共阳极数码管。2.73.共阳极。4.二进制代码5.译码6.译码电路、驱动电路7.高电平8.数据选择器（多路选择器）参考答案·判断1.√。2.√。3.√。4.√。5.√。6.√。●请先独立作答；左两栏为题目，右两栏为参考答案与解析。✎练习·一、填空1.常见的数码管类型有______和______。2.七段LED数码管的一个数字内部由______段发光二极管拼合而成。3.若显示译码器的驱动输出为低电平有效，则显示器应选用______数码管。4.编码是指将十进制数等数据或信号转换为______的过程。5.编码的逆过程是______。6.显示译码器内部包含______与______两部分电路。7.要驱动共阴极数码管，显示译码器应