電路基礎(chǔ)與集成電子技術(shù)-133譯碼器和編碼器.pptVIP

第13章組合邏輯電路2010 03 13 3譯碼器和編碼器 13 3 1二進(jìn)制譯碼器 13 3 2顯示譯碼器 13 3 3編碼器 第13章組合邏輯電路2010 03 譯碼器是典型的組合邏輯電路 譯碼器是將一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼的邏輯電路 從廣義的角度看 譯碼器有四類 1 二進(jìn)制碼譯碼器 也稱最小項譯碼器 N中取一譯碼器 二進(jìn)制譯碼器一般是將二進(jìn)制碼譯為十進(jìn)制碼 2 代碼轉(zhuǎn)換譯碼器 是從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼 3 顯示譯碼器 一般是將一種編碼譯成十進(jìn)制碼或特定的編碼 并通過顯示器件將譯碼器的狀態(tài)顯示出來 4 編碼器 一般是將十進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的其他編碼 其實(shí)質(zhì)與代碼轉(zhuǎn)換譯碼器一樣 編碼是譯碼的反過程 第13章組合邏輯電路2010 03 二進(jìn)制譯碼器也稱為最小項譯碼器 N中取一譯碼器 n線 N線譯碼器 n二進(jìn)制碼的位數(shù) N 2n 例如三位二進(jìn)制譯碼器 也稱為3線 8線譯碼器 八中取一譯碼器 2變量二進(jìn)制碼譯碼器的邏輯圖如圖13 3 1所示 該邏輯圖由三部分構(gòu)成 譯碼器部分 輸入緩沖部分和使能控制部分 該電路的邏輯符號如圖13 3 2所示 13 3 1二進(jìn)制譯碼器 圖13 3 12線 4線譯碼器 圖13 3 274LS139邏輯符號 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 1 1譯碼部分 當(dāng)時 允許譯碼根據(jù)邏輯圖可以寫成譯碼邏輯式 當(dāng)B1 0 B0 0 時 輸出低電平有效 余類推 第13章組合邏輯電路2010 03 輸入緩沖部分見圖13 3 1中右下方有4個非門 通過這4個非門可以獲得兩個輸入變量的原變量和反變量 這樣譯碼門的輸入端就可以接到相應(yīng)非門的輸出端 而不必接到譯碼器的輸入端 13 3 1 2輸入緩沖部分 圖13 3 12線 4線譯碼器 這樣就可以減少輸入變量的扇出數(shù) 即減少信號源的電流數(shù) 所以輸入緩沖電路的作用是減少信號源的負(fù)擔(dān) 第13章組合邏輯電路2010 03 圖中使能輸入端反相器的輸入端有一個 而不是在輸出端 畫在輸入端便于認(rèn)定低電平有效 從邏輯關(guān)系上看經(jīng)過反相 變?yōu)楦唠娖?經(jīng)過反相器緩沖 加到譯碼門的輸入端 高電平對與非門不能夠起封鎖作用 可正常譯碼 同時也有緩沖作用 13 3 1 3使能部分 當(dāng)時 4個譯碼門使能控制端為低電平 對與非譯碼門有控制作用 此時不管輸入 B1B0 處于00 01 10 11中何種狀態(tài) 全部輸出為 1 禁止譯碼 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 1 4真值表和邏輯符號 表13 474LS139真值表 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 1 53線 8線二進(jìn)制譯碼器 圖13 3 3所示的是3線 8線二進(jìn)制譯碼器74LS138的邏輯符號 它真值表見表13 5 邏輯符號中的BIN OCT是二進(jìn)制 八進(jìn)制之意 圖13 3 374LS138邏輯符號 根據(jù)上述對邏輯符號的約定 我們先脫離 138的真值表對其邏輯功能進(jìn)行分析 圖中輸出變量有8個 代表了3位二進(jìn)制碼對應(yīng)的8個輸出變量 低電平有效 與邊框線內(nèi)部的0 7一一對應(yīng) 輸入變量按B2 B1 B0從高位到低位排列 第13章組合邏輯電路2010 03 使能端有三個 對應(yīng)邏輯符號邊框線內(nèi)有一個與門符號 說明這三個使能輸入是與的關(guān)系 即時使能 允許譯碼 第13章組合邏輯電路2010 03 74LS138的功能表 H HHHHHHHH H HHHHHHHHL HHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL 看邏輯符號 第13章組合邏輯電路2010 03 對三變量可直接使用 但也可擴(kuò)展位數(shù) 這是由二片74LS138構(gòu)成的四位二進(jìn)制碼的譯碼電路 B3 1 01234567 89101112131415 ST2 0 74LS138擴(kuò)展位數(shù) 圖13 3 4三位二進(jìn)制譯碼器擴(kuò)展為四位譯碼器 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 2 1顯示器件 輝光數(shù)碼管 瑩光數(shù)碼管 液晶顯示器件 發(fā)光二極管顯示器件 場致發(fā)光器件 1 LED顯示器件 LED數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種 點(diǎn)亮電平不同 13 3 2顯示譯碼器 第13章組合邏輯電路2010 03 2 液晶顯示器件 液晶 LCD 是一種特殊的能極化的液態(tài)晶體 是一種有機(jī)化合物 在一定溫度范圍內(nèi) 它既具有液體的流動性 又具有晶體的某些光學(xué)特性 其透明度和顏色隨電場 磁場 光 溫度等外界條件的變化而變化 液晶在電場作用下會產(chǎn)生各種光電效應(yīng) 液晶顯示器件是一種被動顯示器件 外界光線強(qiáng) 反差較強(qiáng) 顯示清楚 若外界光線弱 則顯示不清楚 不過現(xiàn)在有一種帶背景光的液晶顯示器件 也可以在黑暗的條件下使用 液晶顯示器件也有多種彩色 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 2 2中規(guī)模顯示譯碼器 1 顯示功能 圖13 3 774LS47的邏輯符號及與LED顯示器的連接 圖13 3 874LS47顯示字型與輸入的對應(yīng)關(guān)系 74LS47 74LS48以及相近的幾種譯碼器的邏輯功能可以通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)電路如圖13 3 7所示 輸出端要串聯(lián)電阻 以保護(hù)LED數(shù)碼管 第13章組合邏輯電路2010 03 表13 6中規(guī)模顯示譯碼器74LS48的功能表 第13章組合邏輯電路2010 03 2 滅燈輸入 3 試燈輸入 DCBA 是二進(jìn)制碼輸入 要正確的執(zhí)行顯示功能 有關(guān)的端頭必須接合適的邏輯電平 即對應(yīng) DCBA 的輸入 顯示字型見圖13 3 8 BI Blakinginput 為滅燈輸入 低電平有效 當(dāng)BI L時 整個數(shù)碼管熄滅 而且滅燈輸入的優(yōu)先級最高 滅燈時其他功能都無法執(zhí)行 第13章組合邏輯電路2010 03 4 紋波滅燈輸入 RBI RippleBlankingInput 為紋波滅燈輸入 也稱動態(tài)滅燈輸入 低電平有效 當(dāng)RBI L 且 DCBA LLLL時 數(shù)碼管熄滅 若 DCBA LLLL時 譯碼器照常顯示 顯示字型取決于輸入 紋波滅燈輸入用于多個譯碼器級聯(lián)時 消隱無用的前零和尾零 可使顯示清晰 具體電路如圖13 3 9所示 圖13 3 9中規(guī)模顯示譯碼器74LS47的級聯(lián) 第13章組合邏輯電路2010 03 5 紋波滅燈輸出 圖13 3 9中規(guī)模顯示譯碼器74LS47的級聯(lián) 第13章組合邏輯電路2010 03 13 3 3編碼器 習(xí)慣上將各種非十進(jìn)制編碼譯成十進(jìn)制碼稱為譯碼 將十進(jìn)制碼譯成各種非十進(jìn)制編碼稱為編碼 也包括各種非十進(jìn)制編碼之間的轉(zhuǎn)換 編碼是譯碼的逆過程 所以 編碼器的原理 分析 設(shè)計方法和譯碼器一樣 普通編碼器對所有的輸入端只允許有一個 1 其余為 0 或者只允許有一個 0 其余為 1 編碼器的輸入 只能一個一個的輸入 如果同時輸入二個信號 編碼器將不能識別 優(yōu)先編碼器當(dāng)某位輸入有效邏輯電平為 0 它可以允許該位的低位碼也為 0 只要該位的高位碼不為存在 0 即可 或反之 所以 優(yōu)先編碼器可以部分減少編碼輸入信號中出現(xiàn)干擾或誤操作所造成的差錯 第13章組合邏輯電路2010 03 表13 7是一個8輸入3輸出的優(yōu)先編碼器的功能表 它以 0 作為有效輸入電平 由功能表可以看出優(yōu)先編碼的含義 表13 7優(yōu)先編碼器功能表 第13章組合