數(shù)字電子技術(shù)譯碼器

1、第三節(jié)第三節(jié) 譯碼器和編碼器譯碼器和編碼器（特定含義：規(guī)則、順序）（特定含義：規(guī)則、順序）二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼某種代碼某種代碼譯譯 碼碼編編 碼碼譯碼器譯碼器編碼器編碼器一、譯碼器一、譯碼器（一）二進(jìn)制譯碼器（一）二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器輸入輸出滿足：二進(jìn)制譯碼器輸入輸出滿足：m=2=2n n 譯碼輸入譯碼輸入 譯碼輸出譯碼輸出 a1 a0 y0 y1 y2 y3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 12位二進(jìn)制譯碼器位二進(jìn)制譯碼器如：如：24譯碼器譯碼器 38譯碼器譯碼器 416譯碼器譯碼器 譯碼輸入譯碼輸入 譯碼輸出譯碼輸出 a1 a

2、0 y0 y1 y2 y3 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 02位二進(jìn)制譯碼器位二進(jìn)制譯碼器（二）十進(jìn)制譯碼器（二）十進(jìn)制譯碼器又稱：二又稱：二十進(jìn)制譯碼器十進(jìn)制譯碼器 或：或：410譯碼器譯碼器譯碼輸入：譯碼輸入：n n位位二進(jìn)制二進(jìn)制代碼代碼譯碼輸出譯碼輸出m m位：位：一位為一位為1 1，其余為，其余為0 0或一位為或一位為0 0，其余為，其余為1 1譯碼輸入，二進(jìn)制編碼譯碼輸入，二進(jìn)制編碼0-7依次對(duì)應(yīng)依次對(duì)應(yīng)8個(gè)輸出個(gè)輸出38譯碼器譯碼器74LS138 八個(gè)輸出端，低電平有效。八個(gè)輸出端，低電平有效。 譯碼狀態(tài)下，相應(yīng)輸出端

3、為譯碼狀態(tài)下，相應(yīng)輸出端為 禁止譯碼狀態(tài)下，輸出均為禁止譯碼狀態(tài)下，輸出均為7Y0Y32SS 和S1、使能輸入使能輸入, 與與邏輯。邏輯。EN = 1（0SS 1S 321 、 EN=0 ，禁止譯碼，輸出均為，禁止譯碼，輸出均為) ，譯碼，譯碼A0 A A2 2使能端的兩個(gè)作用：使能端的兩個(gè)作用：（1）消除譯碼器輸出尖峰干擾）消除譯碼器輸出尖峰干擾EN端的正電平的出現(xiàn)在端的正電平的出現(xiàn)在A0-A2穩(wěn)定之后穩(wěn)定之后EN端正電平的撤除在端正電平的撤除在A0-A2再次改變之前再次改變之前 （2）邏輯功能擴(kuò)展）邏輯功能擴(kuò)展例：用例：用38譯碼器構(gòu)成譯碼器構(gòu)成416譯碼器譯碼器 避免避免A0-A2在變化

4、過(guò)程中引在變化過(guò)程中引起輸出端產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)脈沖起輸出端產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)脈沖例：用例：用38譯碼器譯碼器構(gòu)成構(gòu)成416譯碼器譯碼器X X0 0-X-X3 3：譯碼輸入：譯碼輸入E E：譯碼控制：譯碼控制E=0E=0，譯碼，譯碼 E=1E=1，禁止譯碼，禁止譯碼X3-X0X3-X00111，第一片工作第一片工作X3-X0X3-X0：1000-11111000-1111第二片工作第二片工作000-111000-111 譯碼輸入譯碼輸入0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0000-111000-111 譯碼輸入譯碼輸入1 1 0 0 1 10 0 0 0 1 1例例1212

5、：試用試用 CT74LS138CT74LS138和與非門(mén)構(gòu)成一位全加器。和與非門(mén)構(gòu)成一位全加器。解解: :全加器的最小項(xiàng)表達(dá)式應(yīng)為全加器的最小項(xiàng)表達(dá)式應(yīng)為（三）譯碼器的應(yīng)用（三）譯碼器的應(yīng)用742174217421iY Y Y YmmmmmmmmS7653765376531iY Y Y YmmmmmmmmCSi =7)4 2 (1 m 、Ci+1 = )7 6 5 3( m、742174217421iY Y Y YmmmmmmmmS7653765376531iY Y Y YmmmmmmmmC（三）數(shù)字顯示譯碼器（三）數(shù)字顯示譯碼器（1）七段數(shù)碼管）七段數(shù)碼管（2）七段顯示譯碼器）七段顯示譯碼器

6、共陰極共陰極共陽(yáng)極共陽(yáng)極：高電平亮：高電平亮：低電平亮：低電平亮每一段由一個(gè)發(fā)光二極管組成每一段由一個(gè)發(fā)光二極管組成輸入：二輸入：二十進(jìn)制代碼十進(jìn)制代碼輸出：譯碼結(jié)果，可驅(qū)輸出：譯碼結(jié)果，可驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的七段數(shù)碼管顯動(dòng)相應(yīng)的七段數(shù)碼管顯式示正確的數(shù)字式示正確的數(shù)字七段譯碼器七段譯碼器CT7447D、C、B、A：BCD碼輸入信號(hào)碼輸入信號(hào)ag：譯碼輸出，低電平有效：譯碼輸出，低電平有效（）熄滅信號(hào)輸入。低電平時(shí)，輸出（）熄滅信號(hào)輸入。低電平時(shí)，輸出ag均為高電平（全滅）；均為高電平（全滅）；（）滅零輸出信號(hào)。（）滅零輸出信號(hào)。RBI=0=0時(shí)，時(shí)，RBO=0=0LT：試燈信號(hào)輸入。當(dāng)：試燈信號(hào)輸入。

7、當(dāng)BI= 1（無(wú)效）時(shí)，（無(wú)效）時(shí)，LT=0且且不論不論DA狀態(tài)如何，狀態(tài)如何，ag七段全亮。七段全亮。RBO/BI熄滅信號(hào)輸入熄滅信號(hào)輸入/滅零輸出信號(hào)滅零輸出信號(hào)LTRBI：滅零輸入信號(hào)（不顯示，其它數(shù)碼正常顯示）。：滅零輸入信號(hào)（不顯示，其它數(shù)碼正常顯示）。RBI=0=0（=）時(shí)，不顯示數(shù)碼）時(shí)，不顯示數(shù)碼0。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在多個(gè)通道中選擇其中的某一路，或在多個(gè)通道中選擇其中的某一路，或 個(gè)信息中選擇其中的某一個(gè)個(gè)信息中選擇其中的某一個(gè)信息傳送或加以處理，信息傳送或加以處理，將傳送來(lái)的或處理后的信息分配到各通道去。將傳送來(lái)的或處理后的信息分配到

8、各通道去。數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器多輸入多輸入一輸出一輸出選擇選擇一輸入一輸入多輸出多輸出分配分配發(fā)送端發(fā)送端，并，并串串接收端接收端，串，串并并一、數(shù)據(jù)選擇器一、數(shù)據(jù)選擇器（一）分類：二選一、四選一、八選一、十六選一（一）分類：二選一、四選一、八選一、十六選一雙四選一數(shù)據(jù)選擇器雙四選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS153使能端使能端輸出端輸出端數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入公用控公用控制輸入制輸入雙四選一數(shù)據(jù)選擇器雙四選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS153簡(jiǎn)易符號(hào)八中選一數(shù)據(jù)選擇器八中選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS151八選一需三位地址碼（二）數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用（二）數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用例：試用最少數(shù)量的四選一選

9、擇器擴(kuò)展成八選一選擇器。例：試用最少數(shù)量的四選一選擇器擴(kuò)展成八選一選擇器。解：（解：（1 1）用一片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器，實(shí)現(xiàn)八個(gè)輸入端）用一片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器，實(shí)現(xiàn)八個(gè)輸入端 （2 2）用使能端形成高位地址，實(shí)現(xiàn)三位地址，控制八個(gè)輸入。）用使能端形成高位地址，實(shí)現(xiàn)三位地址，控制八個(gè)輸入。例：試用四選一數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成十六選一的選擇器例：試用四選一數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成十六選一的選擇器第二級(jí)，控制選擇第二級(jí)，控制選擇第一級(jí)中的一組第一級(jí)中的一組第一級(jí)，第一級(jí)，分為四組分為四組二、數(shù)據(jù)分配器二、數(shù)據(jù)分配器（一）數(shù)據(jù)分配器的功能（一）數(shù)據(jù)分配器的功能分配器與選擇器的功能相反分配器與選擇器的功能相反當(dāng)當(dāng)F =

10、 1時(shí)它即為普通的譯時(shí)它即為普通的譯碼器。碼器。一輸入一輸入多輸出多輸出邏輯符號(hào)（二）數(shù)據(jù)分配器的應(yīng)用（二）數(shù)據(jù)分配器的應(yīng)用例：利用數(shù)據(jù)選擇器和分配器實(shí)現(xiàn)信息的例：利用數(shù)據(jù)選擇器和分配器實(shí)現(xiàn)信息的“并行并行串行串行并行并行”傳送。傳送。由譯碼器連成的數(shù)據(jù)分配器0 0 00 0 00 01 11 10 0譯碼譯碼禁止譯碼禁止譯碼0 01 1第五節(jié)第五節(jié) 奇偶檢驗(yàn)電路奇偶檢驗(yàn)電路（2）奇偶檢驗(yàn)）奇偶檢驗(yàn)（1）奇偶檢驗(yàn)碼）奇偶檢驗(yàn)碼一、奇偶檢驗(yàn)一、奇偶檢驗(yàn)信息位信息位 ：由若干位二進(jìn)制代碼構(gòu)成：由若干位二進(jìn)制代碼構(gòu)成奇偶檢驗(yàn)位奇偶檢驗(yàn)位 ：一位代碼構(gòu)成一位代碼構(gòu)成奇檢驗(yàn)奇檢驗(yàn) ：整個(gè)碼組中的個(gè)數(shù)為奇

11、數(shù)：整個(gè)碼組中的個(gè)數(shù)為奇數(shù)偶檢驗(yàn)偶檢驗(yàn) ：整個(gè)碼組中的個(gè)數(shù)為偶數(shù)整個(gè)碼組中的個(gè)數(shù)為偶數(shù)F FE E偶檢驗(yàn)位偶檢驗(yàn)位F FODOD奇檢驗(yàn)位奇檢驗(yàn)位發(fā)送信息碼(N位)接收信息碼(N位)+檢驗(yàn)位(1位)檢驗(yàn)位(1位)檢驗(yàn)結(jié)果二、奇偶位產(chǎn)生和檢驗(yàn)電路二、奇偶位產(chǎn)生和檢驗(yàn)電路異或門(mén)的功能：奇數(shù)個(gè)異或門(mén)的功能：奇數(shù)個(gè)1的連續(xù)異或運(yùn)算其結(jié)果為的連續(xù)異或運(yùn)算其結(jié)果為1； 偶數(shù)個(gè)偶數(shù)個(gè)1的連續(xù)異或運(yùn)算其結(jié)果為的連續(xù)異或運(yùn)算其結(jié)果為0。S = 0，傳輸無(wú)誤；，傳輸無(wú)誤；S = 1傳輸有誤傳輸有誤F FE E=B=B3 3B B2 2B B1 1B B0 0S=BS=B3 3B B2 2B B1 1B B0 0F

12、FE E發(fā)送端偶檢驗(yàn)位表達(dá)式：發(fā)送端偶檢驗(yàn)位表達(dá)式：接受端偶檢驗(yàn)位表達(dá)式：接受端偶檢驗(yàn)位表達(dá)式：第六節(jié)第六節(jié) 模塊化設(shè)計(jì)概述模塊化設(shè)計(jì)概述選擇合適的集成電路選擇合適的集成電路減少電路所需的模塊總數(shù)減少電路所需的模塊總數(shù)降低成本降低成本提高電路可靠性。提高電路可靠性。（1 1）根據(jù)系統(tǒng)的邏輯功能要求）根據(jù)系統(tǒng)的邏輯功能要求畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖畫(huà)出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，且按，且按功能將其劃分成若干個(gè)子方框功能將其劃分成若干個(gè)子方框（2 2）根據(jù)各子功能框的要求，）根據(jù)各子功能框的要求，選用合適的選用合適的MSIMSI或或LSILSI（3 3）根據(jù)實(shí)際情況，有時(shí)需按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法）根據(jù)實(shí)際情況，有時(shí)需按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方

13、法設(shè)計(jì)出相關(guān)設(shè)計(jì)出相關(guān)的接口電路和外圍輔助電路的接口電路和外圍輔助電路設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則： 例：設(shè)計(jì)一個(gè)將例：設(shè)計(jì)一個(gè)將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成余碼轉(zhuǎn)換成余3BCD碼的碼組轉(zhuǎn)換器。碼的碼組轉(zhuǎn)換器。（2）采用與邏輯電路輸出端等同數(shù)量的數(shù)據(jù)選擇器采用與邏輯電路輸出端等同數(shù)量的數(shù)據(jù)選擇器 且附加門(mén)（本題需用四個(gè)選擇器）且附加門(mén)（本題需用四個(gè)選擇器）（3）采用采用譯碼器譯碼器附加相應(yīng)數(shù)量門(mén)（本題需一塊附加相應(yīng)數(shù)量門(mén)（本題需一塊4 4線線-16-16線譯線譯 碼器和四個(gè)門(mén)）碼器和四個(gè)門(mén)）（5）采用采用ROMROM和可編程邏輯器件（后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)）。和可編程邏輯器件（后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)）。經(jīng)比較

14、，采用第經(jīng)比較，采用第種方法最經(jīng)濟(jì)合理種方法最經(jīng)濟(jì)合理（1 1）利用經(jīng)典的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法，用）利用經(jīng)典的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法，用SSISSI實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)例實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)例5 5）（4）采用一塊四位二進(jìn)制加法器（見(jiàn)例采用一塊四位二進(jìn)制加法器（見(jiàn)例6 6）第七節(jié)第七節(jié) 組合電路中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)組合電路中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)一、冒險(xiǎn)與競(jìng)爭(zhēng)一、冒險(xiǎn)與競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)：競(jìng)爭(zhēng)：冒險(xiǎn)：冒險(xiǎn)：在組合電路中，信號(hào)經(jīng)由不同的途徑達(dá)到某一會(huì)合點(diǎn)在組合電路中，信號(hào)經(jīng)由不同的途徑達(dá)到某一會(huì)合點(diǎn)的時(shí)間有先有后的時(shí)間有先有后由于競(jìng)爭(zhēng)而引起電路輸出發(fā)生瞬間錯(cuò)誤現(xiàn)象。表現(xiàn)為由于競(jìng)爭(zhēng)而引起電路輸出發(fā)生瞬間錯(cuò)誤現(xiàn)象。表現(xiàn)為輸出端出現(xiàn)了原設(shè)計(jì)中沒(méi)有的窄脈沖，常稱其為毛刺。輸

15、出端出現(xiàn)了原設(shè)計(jì)中沒(méi)有的窄脈沖，常稱其為毛刺。二、競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的判斷二、競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的判斷代數(shù)法：代數(shù)法：或的形式時(shí)，或的形式時(shí)，A A變量的變化可能引起險(xiǎn)象。變量的變化可能引起險(xiǎn)象。卡諾圖法：卡諾圖法： 如函數(shù)卡諾圖上為簡(jiǎn)化作的圈相切，且相切處又無(wú)如函數(shù)卡諾圖上為簡(jiǎn)化作的圈相切，且相切處又無(wú)其他圈包含，則可能有險(xiǎn)象。其他圈包含，則可能有險(xiǎn)象。如圖所示電路的卡諾圖兩圈相切，故有險(xiǎn)象。如圖所示電路的卡諾圖兩圈相切，故有險(xiǎn)象。三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除1. 1. 利用冗余項(xiàng)利用冗余項(xiàng)如圖所示卡諾圖，只要在兩圈相切處增加一個(gè)圈（冗余），就能如圖所示卡諾圖，只要在兩圈相切處增加一個(gè)圈（冗余），就

16、能消除冒險(xiǎn)。由此得函數(shù)表達(dá)式為消除冒險(xiǎn)。由此得函數(shù)表達(dá)式為三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除1. 1. 利用冗余項(xiàng)利用冗余項(xiàng). 吸收法吸收法在輸出端加小電容在輸出端加小電容C C可以消除毛刺如圖可以消除毛刺如圖3-583-58所示。但是輸出波所示。但是輸出波形的前后沿將變壞形的前后沿將變壞, , 在對(duì)波形要求較嚴(yán)格時(shí)，應(yīng)再加整形電路。在對(duì)波形要求較嚴(yán)格時(shí)，應(yīng)再加整形電路。.取樣法取樣法三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除三、冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除1. 1. 利用冗余項(xiàng)利用冗余項(xiàng). 吸收法吸收法電路穩(wěn)定后加入取樣脈沖，在取樣脈沖作用期間輸出的信號(hào)才有電路穩(wěn)定后加入取樣脈沖，在取樣脈沖作用期間輸出的信號(hào)才有效，可以避免毛

17、刺影響輸出波形。效，可以避免毛刺影響輸出波形。加取樣脈沖原則：加取樣脈沖原則：“或或”門(mén)及門(mén)及“或非或非”門(mén)門(mén)加負(fù)取樣脈沖加負(fù)取樣脈沖“與與”門(mén)及門(mén)及“與非與非”門(mén)加門(mén)加正取樣脈沖正取樣脈沖利用冗余項(xiàng)：利用冗余項(xiàng)：只能消除邏輯冒險(xiǎn)，而不能消除功能冒險(xiǎn)；適只能消除邏輯冒險(xiǎn)，而不能消除功能冒險(xiǎn)；適用范圍有限用范圍有限三種方法比較：三種方法比較：取樣法：取樣法：加取樣脈沖對(duì)邏輯冒險(xiǎn)及功能冒險(xiǎn)都有效。目加取樣脈沖對(duì)邏輯冒險(xiǎn)及功能冒險(xiǎn)都有效。目前大多數(shù)中規(guī)模集成模塊都設(shè)有使能端，可以將取樣信前大多數(shù)中規(guī)模集成模塊都設(shè)有使能端，可以將取樣信號(hào)作用于該端，待電路穩(wěn)定后才使輸出有效。號(hào)作用于該端，待電路穩(wěn)定后

18、才使輸出有效。吸收法：吸收法：加濾波電容使輸出信號(hào)變壞，引起波形的上升、下加濾波電容使輸出信號(hào)變壞，引起波形的上升、下降時(shí)間變長(zhǎng)，不宜在中間級(jí)使用。實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段采用的應(yīng)急降時(shí)間變長(zhǎng)，不宜在中間級(jí)使用。實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段采用的應(yīng)急措施；措施；加法器、比較器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器和碼組檢驗(yàn)加法器、比較器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器和碼組檢驗(yàn)器等。器等。本本章章小小結(jié)結(jié)任何時(shí)刻的輸出僅決定于當(dāng)時(shí)的輸入，而與電路原來(lái)的狀任何時(shí)刻的輸出僅決定于當(dāng)時(shí)的輸入，而與電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)；它由基本門(mén)構(gòu)成，不含存貯電路和記憶元件，且態(tài)無(wú)關(guān)；它由基本門(mén)構(gòu)成，不含存貯電路和記憶元件，且無(wú)反饋線。無(wú)反饋線。根據(jù)已經(jīng)給定的邏輯電路，描述其邏輯功能。根據(jù)已經(jīng)