譯碼器及數(shù)碼顯示電路

4.1概述4．2編碼器退出4．3譯碼器及數(shù)碼顯示電路4．4數(shù)據(jù)分配器和選擇器4．5數(shù)據(jù)比較器4．6加法器第4單元常用組合邏輯電路模塊譯碼器及數(shù)碼顯示電路通過(guò)這一單元的學(xué)習(xí)，主要掌握如下知識(shí)：1．掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)值比較器和加法器的功能。2．熟練使用某一型號(hào)的編碼器、譯碼器。學(xué)習(xí)內(nèi)容譯碼器及數(shù)碼顯示電路

常用組合邏輯電路模塊的品種很多，主要有全加器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器等。

4.1概述

對(duì)邏輯電路的學(xué)習(xí)主要掌握電路的端子名稱、作用以及有效控制電平。譯碼器及數(shù)碼顯示電路4.2編碼器二進(jìn)制編碼：輸入M位代碼，輸出N位二進(jìn)制代碼

M≤2N編碼：用文字、符號(hào)或數(shù)碼表示特定的對(duì)象。譯碼器及數(shù)碼顯示電路4.2編碼器邏輯功能：任何一個(gè)輸入端接低電平時(shí)，三個(gè)輸出端有一組對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼輸出（一）二進(jìn)制編碼器將輸入信號(hào)編成二進(jìn)制代碼的電路任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入端有信號(hào)輸入譯碼器及數(shù)碼顯示電路（1）二~十進(jìn)制編碼器

十個(gè)按鍵8421碼編碼器功能表譯碼器及數(shù)碼顯示電路（2）優(yōu)先編碼二-十進(jìn)制（9-4）優(yōu)先編碼器74HC147譯碼器及數(shù)碼顯示電路二-十進(jìn)制（9-4）優(yōu)先編碼器74HC147功能表譯碼器及數(shù)碼顯示電路利用編碼器的使能端來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。如74148是8-3線編碼器，只能對(duì)8條輸入線進(jìn)行編碼，但如要對(duì)16條輸入線進(jìn)行編碼，則可以用兩塊74148進(jìn)行編碼，編碼輸出4位二進(jìn)制碼的優(yōu)先編碼器。

（3）編碼器的擴(kuò)展譯碼器及數(shù)碼顯示電路74148的擴(kuò)展串行擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的16線—4線優(yōu)先編碼器

譯碼器及數(shù)碼顯示電路4.3譯碼器及數(shù)碼顯示電路將N個(gè)輸入轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的M個(gè)輸出的過(guò)程。M≤2N類型：全部譯碼和部分譯碼；二進(jìn)制譯碼和代碼譯碼器。譯碼器及數(shù)碼顯示電路4.3.1二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器輸入輸出滿足：m=2n

譯碼輸入譯碼輸出

a1a0y0y1y2y30010000101001000101100012位二進(jìn)制譯碼器

譯碼輸入譯碼輸出

a1a0y0y1y2y30001110110111011011111102位二進(jìn)制譯碼器譯碼器及數(shù)碼顯示電路3—8譯碼器74LS138EN=1（）EN=0，禁止譯碼，輸出均為１

使能端

輸出端輸入端八個(gè)輸出端，低電平有效。譯碼器及數(shù)碼顯示電路74138集成譯碼器的功能表譯碼器及數(shù)碼顯示電路譯碼功能：根據(jù)輸出引腳哪一條線有效，就可知道具體輸入的二進(jìn)制代碼是哪一種組合。想一想：10位地址輸入線最多可以表示多少種不同的地址，10根輸入線的二進(jìn)制數(shù)譯碼器的輸出線為多少？可否采用某種傳輸方式來(lái)減少輸出線數(shù)？

譯碼器及數(shù)碼顯示電路從真值表可得輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式為：

從表達(dá)式中可知每一個(gè)輸出相當(dāng)于是3變量的全部最小項(xiàng)取反。有些譯碼器其每一個(gè)輸出直接就是最小項(xiàng)的形式。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路例3．1：用譯碼器實(shí)現(xiàn)電視頻段的選擇。電視信號(hào)通常分為三個(gè)頻段：VL、VH和U。如選中一個(gè)頻段，則由相應(yīng)的輸出端輸出12V電壓給后面的電路。譯碼器及數(shù)碼顯示電路2、二~十進(jìn)制譯碼器（又稱BCD譯碼器）

二~十進(jìn)制譯碼器是輸入編碼是BCD碼，輸出有10根引線與輸入10個(gè)BCD編碼對(duì)應(yīng)。

BCD碼有多種，對(duì)應(yīng)著多種譯碼器，常用的是8421BCD譯碼器。

BCD碼譯碼器都有4個(gè)輸入端，10個(gè)輸出端，常稱之為4~10線譯碼器,也是一種唯一地址譯碼器。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路8421BCED譯碼器74HC42譯碼器及數(shù)碼顯示電路8421BCED譯碼器74HC42真值表譯碼器及數(shù)碼顯示電路3.唯一地址譯碼器的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中利用譯碼器選通器件示意圖

譯碼器及數(shù)碼顯示電路4．七段數(shù)字顯示譯碼器

在數(shù)字系統(tǒng)中計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)字電壓表等方面，需要將表示數(shù)字信息的二進(jìn)制數(shù)以人們習(xí)慣的十進(jìn)制數(shù)形式顯示出來(lái)，以便查看，因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成。

脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)器譯碼器驅(qū)動(dòng)器顯示器譯碼器及數(shù)碼顯示電路（1）數(shù)碼顯示器件

數(shù)碼顯示器件種類繁多，其作用是用以顯示數(shù)字和符號(hào)。用于十進(jìn)制數(shù)的顯示，目前使用較多的是分段式顯示器。如圖4.9是七段顯示器顯示字段布局及字形組合。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路

七段顯示器主要有熒光數(shù)碼管和半導(dǎo)體顯示器、液晶數(shù)碼顯示器。半導(dǎo)體（發(fā)光二極管）顯示器是數(shù)字電路中比較方便使用的顯示器。它有共陽(yáng)極和共陰極兩種接法，如圖所示。

（1）數(shù)碼顯示器件譯碼器及數(shù)碼顯示電路(2)數(shù)字顯示譯碼器

數(shù)字顯示譯碼器將BCD代碼譯成數(shù)碼管顯示字所需要的相應(yīng)高、低電平信號(hào)，使數(shù)碼管顯示出BCD代碼所表示的對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)，這是一種代碼譯碼器。74HC4511是8421BCD碼七段顯示譯碼器。譯碼器及數(shù)碼顯示電路74HC511與顯示器的連接示意圖，如圖所示。譯碼器及數(shù)碼顯示電路想一想：1．電梯樓層顯示電路，按動(dòng)標(biāo)有1、2、3、4、5、6、7、8的其一按鍵時(shí)，為什么可顯示相應(yīng)的數(shù)字？根據(jù)你的知識(shí)嘗試解析其原理。2．計(jì)算機(jī)內(nèi)字符是如何保存和顯示？字符的代碼與字形是否相同？字庫(kù)是什么？字庫(kù)存放的是字符的代碼還是字形？譯碼器及數(shù)碼顯示電路在多個(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)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。數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)分配器多輸入一輸出選擇一輸入多輸出分配4.4數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器譯碼器及數(shù)碼顯示電路1、數(shù)據(jù)分配器

(1)數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能

數(shù)據(jù)分配器有一根輸入線，n根地址線(又稱為選擇控制線)和2n根輸出線。根據(jù)n個(gè)選擇變量的不同代碼組合來(lái)選擇輸入數(shù)據(jù)從哪個(gè)輸出通道輸出。譯碼器及數(shù)碼顯示電路(a)方框圖（b）用譯碼器實(shí)現(xiàn)分配器

（c)邏輯符號(hào)一輸入多輸入出譯碼器及數(shù)碼顯示電路(2)數(shù)據(jù)分配器的實(shí)現(xiàn)電路

譯碼器及數(shù)碼顯示電路有2n根輸入線，n根選擇控制線和一根輸出線。根據(jù)n個(gè)選擇變量的不同代碼組合，在2n個(gè)不同輸入中選一個(gè)送到輸出。

2.數(shù)據(jù)選擇器(1)數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能

譯碼器及數(shù)碼顯示電路(2)數(shù)據(jù)選擇器的實(shí)現(xiàn)電路

數(shù)據(jù)選擇器的主體電路一般是與或門陣列（也有用傳輸門開關(guān)和門電路混合組合而成的）。

可見(jiàn)，輸出Y取決于選擇變量S1S0的不同組合。當(dāng)S1S0=00時(shí)，Y=D0；當(dāng)S1S0=01時(shí)，Y=D1；當(dāng)S1S0=10時(shí)，Y=D2；當(dāng)S1S0=11時(shí)，Y=D3。

四路選擇器譯碼器及數(shù)碼顯示電路數(shù)據(jù)選擇器在智能小區(qū)的應(yīng)用

譯碼器及數(shù)碼顯示電路(3)．?dāng)?shù)據(jù)選擇器和分配器的應(yīng)用

由譯碼器連成的數(shù)據(jù)分配器0000110譯碼禁止譯碼01傳送端接收端譯碼器及數(shù)碼顯示電路設(shè)1位數(shù)值比較器輸入1位二進(jìn)制數(shù)為A、B。當(dāng)A大于B時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出YA>B為高電平；當(dāng)A<B時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出YA<B為高電平；當(dāng)A=B時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出YA=B為高電平。由此可得其真值表如表4.9所示。

4．5數(shù)據(jù)比較器1、1位數(shù)值比較器

譯碼器及數(shù)碼顯示電路2．考慮低位比較結(jié)果的多位比較器

74LS85符號(hào)及其擴(kuò)展接法譯碼器及數(shù)碼顯示電路3．?dāng)?shù)據(jù)比較器的應(yīng)用

（1）四舍五入電路

B3B2B1B0=[4]D，當(dāng)A3A2A1A0>B3B2B1B0時(shí)，輸出F=1，否則F=0，若把F當(dāng)作進(jìn)位，則該電路可實(shí)現(xiàn)四舍五入。譯碼器及數(shù)碼顯示電路(2)中斷優(yōu)先判斷電路

中斷優(yōu)先判別電路

譯碼器及數(shù)碼顯示電路工作原理

優(yōu)先權(quán)編碼器首先將外部中斷請(qǐng)求信號(hào)排隊(duì)，需要緊急處理的請(qǐng)求一般級(jí)別最高，優(yōu)先權(quán)編碼器把對(duì)應(yīng)的輸入位編成三位二進(jìn)制作為比較器的輸入，比較器的另一端的數(shù)據(jù)輸入連到現(xiàn)行狀態(tài)寄存器的輸出端，接受的數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)正在處理的中斷請(qǐng)求信號(hào)系統(tǒng)。如果比較器A>B=1表示，當(dāng)前的中斷請(qǐng)求對(duì)象級(jí)別比現(xiàn)行處理的事件級(jí)別高，計(jì)算機(jī)必須暫停當(dāng)前的事件處理轉(zhuǎn)而響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求。如果A>B=0表示，則表示中斷請(qǐng)求對(duì)象級(jí)別比現(xiàn)行處理的事件級(jí)別低，比較器不發(fā)出中斷信號(hào)，直到計(jì)算機(jī)處理完當(dāng)前的事件后再將現(xiàn)行狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)清除，轉(zhuǎn)向?yàn)閯e的低級(jí)中斷服務(wù)。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路半加器

半加器可如組合邏輯電路分析的例3.1中介紹的用與非門組成，也可以如圖(a)由異或門及與門組成。4.6加法器譯碼器及數(shù)碼顯示電路全加器的真值表輸入輸出AiBiCiSiCi+10000000110010100110110010101011100111111全加器1．1位全加器

全加器：進(jìn)行加數(shù)、被加數(shù)和低位來(lái)的進(jìn)位信號(hào)相加，并根據(jù)求和結(jié)果輸出該位的進(jìn)位信號(hào)。

據(jù)3個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加及加法規(guī)則，不難列出全加器的真值表。表中Ai、Bi為兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)，Ci是低位的進(jìn)位數(shù)，Si為全加和，Ci+1是向相鄰高位的進(jìn)位數(shù)。譯碼器及數(shù)碼顯示電路據(jù)表可得Si和Ci+1的邏輯表達(dá)式：

由表達(dá)式畫出全加器的邏輯圖和邏輯符號(hào)，如下圖所示。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路譯碼器及數(shù)碼顯示電路

用多個(gè)全加器可以組成多位二進(jìn)制加法器，它是最基本的算術(shù)運(yùn)算單元。例如它可以作加法運(yùn)算。在計(jì)算機(jī)中用補(bǔ)碼可以做減法運(yùn)算，把乘法轉(zhuǎn)化為連續(xù)的加運(yùn)算，把除法轉(zhuǎn)換為減法，再將減法轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼用加法來(lái)完成運(yùn)算。2．多位加法器譯碼器及數(shù)碼顯示電路（3）加法器的應(yīng)用四位全加器構(gòu)成的二進(jìn)制加法器。加數(shù)，被加數(shù)分別存放在A，B兩個(gè)變量寄存器，數(shù)據(jù)可以來(lái)源于各種方式或是上一級(jí)運(yùn)算器或是計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元，進(jìn)行的是加法運(yùn)算還是減法運(yùn)算則決定于所送入A，B寄存器本身的性質(zhì)，由它們是原碼還是反碼所決定。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路(4)．集成加法器的應(yīng)用。（1）加法器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算

圖(a)所示74283是一種典型的集成加法器。一片74283只能進(jìn)行4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，將多片74283進(jìn)行級(jí)聯(lián)，就可擴(kuò)展加法運(yùn)算的位數(shù)。譯碼器及數(shù)碼顯示電路（2）用74283構(gòu)成一位8421BCD碼加法器。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路本單元學(xué)習(xí)指導(dǎo)

編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器加法器、數(shù)值比較器等是常用的組合電路器件。編碼器主要是實(shí)現(xiàn)把一些數(shù)字、符號(hào)、文字等用二進(jìn)制代碼表示的器件。譯碼器相當(dāng)于是編碼器的逆過(guò)程。數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器主要用于數(shù)據(jù)的傳送，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳送和數(shù)據(jù)傳送的并行-串行的轉(zhuǎn)換。數(shù)值比較器由于其可以比較數(shù)值的大小從而應(yīng)用于一些判斷電路。加法器是CPU的核心器件，可以完成加法和減法的運(yùn)算。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路中規(guī)模集成電路大多數(shù)都設(shè)置了附加的控制端（或稱使能端、選通輸入端、片選端、禁止端等）。這些控制端既可用于控制電路的狀態(tài)（工作或禁止），又可作為輸出信號(hào)的選通輸入端，還能用作輸入信號(hào)的一個(gè)輸入端以擴(kuò)展電路功能。設(shè)計(jì)組合邏輯電路時(shí)應(yīng)盡量選用集成電路。要掌握查集成電路參數(shù)的方法。使用中規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路時(shí)，方法與使用小規(guī)模集成電路基本一樣。本單元學(xué)習(xí)指導(dǎo)

譯碼器及數(shù)碼顯示電路實(shí)驗(yàn)四

編碼、譯碼和顯示驅(qū)動(dòng)電路綜合實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟悉編碼器、七段譯碼器、LED和數(shù)據(jù)選擇器等中規(guī)模集成電路的典型應(yīng)用。

譯碼器及數(shù)碼顯示電路二、實(shí)驗(yàn)儀器及器件

1．?dāng)?shù)字實(shí)驗(yàn)箱2．BCD碼（9~