數(shù)字電路編碼器與譯碼器

1、第4章 編碼器與譯碼器coder and decoder、編碼器問題:將4個搶答器的輸出信號編為二進制代碼，設(shè)計一個 簡單的電路實現(xiàn)此功能 這個過程就是編碼。4( =22)種情況，需2位二進制碼就能將所有情況表示;(=23)種情況，需3位二進制碼就能將所有情況表示;16(=2*)種情況,需4位二進制碼就能將所有情況表示;2喑情況只需要n位二進制碼就能完全表示!o7種情況需幾位二進制碼表示？謝呢？2門m74ls14- 3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用11二進制編碼器用兀位二進制代碼對才個信號進行編碼的電路就是 i劃編74ls148是83線優(yōu)先編碼器74ls148邏輯符號輸入輸出ei【7 i6 i5 i4 h

2、i2 a iq丫2丫1丫0gs eo1 xxxxxxxx1 1 11 10 111111111111 00 0 x x x x x x x0 0 00 1010xxxxxx0 0 10 10 1 1 0 x x x x x0 100 10 1 1 1 0 x x x xoil0 10 11 1 1 0 x x x10 00 10111110xx10 10 10 1 1 1 1 11 0 x1100 10 111111101 1 10 1表4.10 74ls148編碼器功能表10-yoyiyzgs 帑is寸lk一n 一12li4i5i6i7ei74ls14- 3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用174ls14-

3、3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用1微控制器報警編碼電路入線就可以監(jiān)視八個獨立的 被測點。圖4.14所示為利用 74ls148編碼器監(jiān)視8個化學(xué) 罐液面的報警編碼電路。若8 個化學(xué)罐中任何一個的液面 超過預(yù)定高度時，其液面檢 測傳感器便輸出一個0電平到 編碼器的輸入端。編碼器輸 出3位二進制代碼到微控制器o 此時，微控制器僅需要3根輸74ls148 8-3線優(yōu)先編碼器 應(yīng)用2 用編碼器構(gòu)成a/d轉(zhuǎn)換器74ls14- 3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用1圖 4.15 為 74ls148 構(gòu) 成的a/d轉(zhuǎn)換器。這個 電路主要由比較器、寄 存器和編碼器3部分組成。輸入信號濮擬電壓）， 同時加到7個比較器的反 相端，基準電源經(jīng)串聯(lián)

4、電阻分壓為8級，量化單 位各基準電壓 分別加到比較器的同相 端.這里寄存器74ls373 由8個d觸發(fā)器構(gòu)成。它 的作用是把比較器輸出 的信號經(jīng)寄存器緩沖。2.二一十進制編碼器將十進制數(shù)的09編成二進制代碼的電路（8421bcd碼編碼器binary coded decimal）。如瀆訓(xùn)4中釆用的74ls147優(yōu)先編碼器輸入輸出h h ii h k i413i2 iidwa11111111111110 x x x x x x x x0 11010xxxxxxx0 1111 1 0 x x x x x x10 0 01 1 1 0 x x x x x10 0 111110 x x x x10 10

5、111110 xxx10 11111111 0 x x110 0111111 1 0 x110 1111111 1 1 0111074ls147優(yōu)先編碼器功能表74ls147編碼器的邏輯符號9一7一6一縣yo_y1_y2_y3 卜寸is寸l 一ii1213141516171819二、譯碼器tn例：一個簡單的兩位二進制代碼的譯碼器。輸入是_組兩位二進制代碼ab,輸出是與代碼狀態(tài)相對應(yīng)的 4個信號嶺嶺。輸入輸出ab丫3丫2丫1丫00 00 0 0 10 10 0 101 00 10 01 110 0 0<4.12譯碼器的真值表真值表與我們前面學(xué)過的什么很相似？你發(fā)現(xiàn)了嗎?1二進制譯碼器二進制

6、譯碼器是把二進制代碼的所有組合狀態(tài)都翻譯出來的電路。如果輸入信號有位二進制代碼，輸出信號為加個，m = 2» 74ls138二進制譯碼器。4s6蠱h1eh呼ey0_¥1-¥2¥3¥4-y5_v6¥7gels寸lo 1 2 3 2 1aaa -s -s s另有三個附加的控制端輸入輸出ss r + s3人2alaoyoyi丫2丫3y4ys丫6丫70xxxx11111111x1xxx111111111000001111111100011011111110010110111111011111011111ft100111101111010111

7、11101110110111111011011111111110表4.13 74ls138#碼器功能表三點說明:74ls138譯碼器的邏輯符號當$=0時，無論其他輸入信號 是什么，輸出都是高電平，即無效 信號。aoa a在s產(chǎn)1,邑引二0時，輸出信號 才取決于輸入信號理j、a' 4q的組合。s3seismyo-yi-yzys-xys-y-y為高電平時，輸出也都是無效信號。例用兩片38線譯碼器74ls138構(gòu)成416線譯碼器，電路如圖4.7所示。quiaaula丄 7一 y0_y1y2y3_y4y5¥6y7 a0a1a2-s3-s.2s1y0_yl_y2y3v4y5_y6y7a

8、0a1a2-s3-s2s1 電路中，嶺40時，片（2）被禁止，片（1）工作，這時將dcb4的 0000-0111這8個代碼譯成片（1）憶 8個低電平信號輸出。當41時，片（1）被禁止，片（2）工作，這時則將dc血的10001111這8個代碼譯成片（2）人可8個低電平信號輸出。由此，片（1） . （2）便構(gòu)成了4-1傲譯碼器。74ls138 3-8譯碼器應(yīng)用1實現(xiàn)邏輯函數(shù)例41用全譯碼器實現(xiàn)邏輯函數(shù)f = abc + abc + abc + abcm (1)全譯碼器的輸出為輸入變量的相應(yīng)最小項之非，故先將邏輯函數(shù)式/寫成最 小項之反的形式。由摩根定理"盂.盂.盂.刼(2) /有三個變量

9、，因而選用三變量譯碼器。(3) 變量c、b. a分別接三變量譯碼器的c、b、a端，則上式變?yōu)?圖418是用三變量譯碼器74ls138實現(xiàn)以上函數(shù)的邏輯圖。15圖 4.18yo_y1_y2_v3v4y5y6_v7 msj寸 l 0 12 ! aaa _s_s2s1+5v數(shù)據(jù)分配器或時鐘分配器74ls138 3-8譯碼器 應(yīng)用2例如：要將輸入信號序列00100100分配到人通道輸出。dx0x1x2f0分配器輸出y0_yly2y3y4y5y6y7qohsma1a1a -s3-s2s10 1211ff址入 據(jù)入 地輸 數(shù)輸則由地址碼的狀態(tài)將該時鐘脈沖在圖中.如果d輸入的是時鐘脈沖， 分配到比干的某一個

10、輸出端，從而構(gòu)成時鐘脈沖分配器。譯碼器的應(yīng)用3譯碼器作地址譯碼器圖446輸入變量譯碼器用于存儲器的地址譯碼實現(xiàn)微機系統(tǒng)中存儲器或輸 入/輸出接口芯片的地址譯碼是 譯碼器的一個典型用途。圖4.16所示是四輸入變量譯 碼器用于半導(dǎo)體只讀存儲器地址 譯碼閔一木丈例。圖中，譯碼器的輸出用來 控制存儲器的片選端，而譯碼器 的輸出信號取決于高位地址碼 去7脅4嚴蘇四位地址有16個輸 出信號，利用這些輸出信號從16 片存儲器中選用一片，再由低位 地址碼從被選片中選中一 個字，從而讀出選中字的內(nèi)容、2.二一十進制譯碼器74ls42譯碼器功能表將4位二一十進制代碼翻 譯成1位十進制數(shù)字的電路就 是二一十進制譯碼

11、器，又稱 為bcd十進制譯碼器。由功能表可知，該譯碼 器有4個輸aa3a2a1a0,并 且按8421bcd編碼輸入數(shù)據(jù)。它有10個輸出端，分別 與十進制數(shù)09相對應(yīng)，低電 平有效。對于某個8421bcd 碼的輸入，相應(yīng)的輸出端為 低電平，其他輸出端為高電 平。當輸入的二進制數(shù)超過 bcd碼時，所有輸出端都輸 出高電平,呈無效狀態(tài)。0123456789三l-i*0“2 <3 r4 <6 r7 *974ls42忠rr碼'澤sj d/進卜0 00 00 00 00 10 10 10 11 01 00 0 0 11 01 10 00 11 01 10 00 110 1010 111

12、10 0110 11110111111113字符顯示譯碼器(1)七段顯示譯碼器七段led(light emitting diode)數(shù)碼顯示器的顯示原理:5v直流電源gndgnd顯示數(shù)字1gndif ry gb/7 a c/<ipe d c dpgndr 二 1kq5v直流電源顯示數(shù)字2gndif rr| lby gb/7 a c/<ipg f a be d |c i dp5v直流電源e d c dpgndiiiir顯示數(shù)字3gndif rr| by gb/7 a c/<ipe d c dpgndg f a b5v直流電源iltbt/一rbi(a)共陰極連接sled七段顯示器

13、cb）共陽極連接917365149112 4 6 81012a b c dlb ism 234 5 6789 1iiiiii17126345abcder bt/rbo rb!13a2h10v1514(+5v) +±電阻排gf abed cd74ls147二一十進制(8421)優(yōu)先編碼器厶匚1110gnd匚/1/9昇(a)引腳圖(b)七段示器 的型號1bsd 是碼管由74ls48驅(qū)動邏輯符號(4) lcd顯示電路圖413 位七段lcd顯示器lcd液晶顯示器是當今功耗最低的一種 顯示器，因而特別適合于袖珍顯示器、低功 耗便攜式計算機、儀器儀表等的應(yīng)用。驅(qū)動電路的邏輯圖asdfi顯示驅(qū)動bc1一七段譯碼器公共電極圖中信號是七段譯碼器輸出 的每段信號電平。顯示驅(qū)動信號。仇一 般為50hz-100hz (數(shù)字鐘、表往往是 32hz或64hz)的脈沖信號。該信號同 時加到液晶顯示器的公共電極。在譯 碼器內(nèi)部異或門