數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)第04章：譯碼器

4.2.2譯碼器

譯碼：編碼的逆過(guò)程，將二進(jìn)制代碼或BCD碼譯成控制電平。常用的有：

2-4線譯碼器

3-8線譯碼器

4-16線譯碼器(a)簡(jiǎn)化符號(hào)2－4線譯碼器：

11011000001EN使能輸入1110111011010111001111?

?Y0

Y1

Y2

Y3A1

A0

輸出輸入功能表2－4線譯碼器的邏輯表達(dá)式；器件不工作

；器件工作EN=1，Yi=1(i=0,1,2,3)EN=0，Yi=mi(i=0,1,2,3)圖4.2.674139的簡(jiǎn)化邏輯符號(hào)雙2－4線譯碼器74139：圖4.2.7(a)簡(jiǎn)化符號(hào)使能端地址輸入端譯碼輸出端(2)3－8線譯碼器E1=1和E2A+E2B=0同時(shí)滿足，器件才正常工作。表4.2.53－8線譯碼器74138的功能表111110111011011111101110101010101010100?

?1E1

E2A+E2B使能輸入11110111100111011110111101111101010111111001111111101110111111100011111111???11111111?

?

?Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

A2

A1

A0

輸出輸入3－8線譯碼器74138的邏輯表達(dá)式：；器件不工作

；器件工作E1=1和E2A+E2B=0同時(shí)滿足，Yi=mi(i=0,1…,7)E1=1和E2A+E2B=0不同時(shí)滿足，Yi=1(i=0,1…,7)（3）使能端的使用：利用使能端不僅可以控制譯碼器是否工作，且可以作為邏輯擴(kuò)展和功能擴(kuò)展之用。圖4.2.8(a)74139的擴(kuò)展

兩個(gè)2-4線譯碼器擴(kuò)展為3-8線譯碼器：

（74139的擴(kuò)展）工作禁止禁止工作A2

A1

A00φφ1φφ0110ⅠⅡ兩片芯片的工作狀態(tài)：表4.2.62－4線譯碼器擴(kuò)展為3－8線譯碼器的真值表

11111110

10111

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5Y6Y7

A2

A1

A0101010010101011EN2EN

使能輸入111110111011111011110011101111011111111011101101111101010111111001

011111110001Y01Y11Y21Y32Y02Y12Y22Y3

A2

A1

A0

輸出

輸入（4）用譯碼器實(shí)現(xiàn)函數(shù)：

變量譯碼器是一種完全的最小項(xiàng)譯碼器，每個(gè)譯碼器輸出端為。因此一個(gè)函數(shù)就可用一個(gè)譯碼器加一個(gè)與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。用譯碼器設(shè)計(jì)函數(shù)注意事項(xiàng)：1）使能端必須全部使能。2）注意A、B、C接地址端的順序。

接法不同，則最小項(xiàng)不同。解：F(A,B,C)=AB+AC=m4+m6+m7

=m4+m6+m7

=m4

·

m6

·

m7

例1用74138實(shí)現(xiàn)函數(shù)。圖4.2.10(a)F(C,B,A)=AB+AC

=m1+m3+m7

=m1+m3+m7

另外一種求解方法：圖4.2.10(b)用74138設(shè)計(jì)一個(gè)多輸出組合網(wǎng)絡(luò)，它的輸入為A、B、C三個(gè)變量，輸出為下面三個(gè)函數(shù)：F3=A+B+CF2=A+CF1=AC+BC

例2用74138設(shè)計(jì)一個(gè)多輸出組合網(wǎng)絡(luò)。=m0+m2+m4+m5+m6+m7=m1+m3

=m1

·

m3

F3(A,B,C)=A+B+C=A

BC=m0=Y0=Y1

·

Y3

解：F1(A,B,C)=AC+BC=m1+m5+m7=m1

·

m5

·

m7

F2(A,B,C)=A+C=m0+m2+m4+m5+m6+m7=Y1

·

Y5

·

Y7

圖4.2.11補(bǔ)充：試用74138設(shè)計(jì)一個(gè)一位全加器。A

BCICO

S00000001010100101110100011011011010111111位全加器真值表2.二—十進(jìn)制譯碼器

8421BCD碼譯碼器7442

余3BCD碼譯碼器7443

余3格雷BCD碼譯碼器74441111111011011111111011110101111101111101001110111111001111111101110110111111110110001101111111001010111111110001

01111111110000

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6Y7

Y8Y9

A3

A2

A1

A0

111111111111101111111111110111111111111100111111111111111111111111101111111111111010111111111010017442的功能表：圖4.2.12(c)地址輸入端輸出端7442簡(jiǎn)化符號(hào)：數(shù)字顯示譯碼器BCD碼3.數(shù)字顯示譯碼器七段數(shù)碼管(1)七段數(shù)碼管半導(dǎo)體數(shù)碼管

液晶數(shù)碼管共陽(yáng)極共陰極下面以半導(dǎo)體數(shù)碼管C-391E為例介紹。(a)外形圖(b)等效電路圖4.2.13半導(dǎo)體數(shù)碼管C－391E共陰極：所有二極管的負(fù)極接在一起。共陽(yáng)極：所有二極管的陽(yáng)極接在一起。七段數(shù)碼管的7個(gè)線段和小數(shù)點(diǎn)都是一個(gè)發(fā)光二極管。(2)BCD-七段顯示譯碼器常用有：7447：有效輸出電平為低電平，

需與共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的數(shù)碼管相連。7448：有效輸出電平為高電平，

需與共陰極結(jié)構(gòu)的數(shù)碼管相連。介紹7448。8421BCD輸入端七段輸出端燈光測(cè)試輸入端串行滅零輸入端熄滅輸入/串行滅零輸出端7448簡(jiǎn)化符號(hào)：圖4.2.150～15十六個(gè)字符顯示表4.2.87448功能表111000010111

?1

7111111111000

?1811100110011111101101101100111111001110110101100001111110

Ya

Yb

Yc

Yd

Ye

Yf

Yg

輸出11111111

LT

?

?

?

?

?

?

?1

RBI11111111

BI/RBO10010110010101000011001000010000

A3

A2

A1

A0

輸入

譯碼顯示

說(shuō)明54369210

十進(jìn)制數(shù)或功能續(xù)表

測(cè)試11111111

????

?0

LT=0

滅零00000000000001

RBI=00000000000000000011111001011010001100110010001101

Ya

Yb

Yc

Yd

Ye

Yf

Yg

輸出

?111111

LT

?

?

?

?

?

?

?

RBI0111111

BI/RBO

????111111101101110010111010

A3

A2

A1

A0

輸入

熄滅

譯碼顯

示

說(shuō)明151413

BI=0121110

十進(jìn)制數(shù)或功能圖4.2.17用7448驅(qū)動(dòng)BS201A的連接方法1KΩ×7

滅零輸入端與滅零輸出端配合使

用，即可實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示系統(tǒng)的滅零控制。圖4.2.18

有滅零控制的8位數(shù)碼顯示系統(tǒng)4.2.3數(shù)據(jù)選擇器

把多條信道上的信息按需要選擇一個(gè)送入公共數(shù)據(jù)線。又稱多路開(kāi)關(guān)（Multiplexers,MUX）。

ABD0D1D2D3圖4.2.19數(shù)據(jù)選擇器示意圖

圖4.2.20（C）四選一MUX的簡(jiǎn)化符號(hào)1)四選一數(shù)據(jù)選擇器（四選一MUX）:使能端地址

輸入端數(shù)據(jù)輸入端輸出端表4.2.9四選一MUX的功能表00001

EN

使能輸入

D311

D210

D101

D0000??

Y

A1

A0

輸出

輸入EＮ=0時(shí)，器件工作，算出輸入的一組二進(jìn)制代碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，以此數(shù)作為下標(biāo)的D端被選中。四選一MUX的卡諾圖：D2D00D10D311A1A0四選一MUX的邏輯表達(dá)式：圖4.2.2174153的簡(jiǎn)化邏輯符號(hào)雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153：圖4.2.22(b)八選一MUX74151的簡(jiǎn)化符號(hào)使能端地址輸入端數(shù)據(jù)輸入端輸出端2.八選一數(shù)據(jù)選擇器74151

八選一MUX的功能表00001EN

使能輸入D3011D2010D1001D00000???YA2A1A0

輸出

輸入0000D7111D6110D5101D4100八選一MUX的卡諾圖:D6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0八選一MUX的邏輯表達(dá)式:3.數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展利用使能端可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。

四選一擴(kuò)展為八選一MUX

八選一擴(kuò)展為三十二選一MUX（不講）四選一擴(kuò)展為八選一MUX：A2

A1A0

0?

?

1?

?

4.數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用

類似最小項(xiàng)之和的形式，可以方便地實(shí)現(xiàn)函數(shù)，得到特定功能的組合邏輯電路。例1：用74151設(shè)計(jì)函數(shù)：比較兩卡諾圖，連接如下：D6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0Y110110000010110100ABCF010010110010110100CBAD6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0YF解法二：比較兩卡諾圖，連接如下：例2：用一片74153設(shè)計(jì)一個(gè)一位全加器。解：1/274153和一位全加器的卡諾圖分別如下111010100010110100AiBiCi-1YCiD2D00D10D311A1A0Si010111010010110100AiBiCi-1Si010111010010110100AiBiCi-1Ci-1Ci-10Ci-10Ci-111AiBiSi降1維例：AiBi=

00時(shí)，F(xiàn)=？記圖變量乘對(duì)應(yīng)小方格的值然后相加。降維方法：111010100010110100AiBiCi-1CiCi-10Ci-110011AiBiCi降1維將Ai、Bi

分別接A1、A0，則Si

的D0=D3=Ci-1，D1=D2=Ci-1；Ci的D0=0，D1=

D2=Ci-1，D3=1，電路如下所示。圖4.2.27D2D00D10D311A1A0Ci-1Ci-10Ci-10Ci-111AiBiSiCi-10Ci-1