项目三 编码器与译码器
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项目三 编码器与译码器. 3.1 编码器、译码器 3.2 编码器与译码器的应用 3.3 常用编码器与译码器例表. 主要内容. 常用编码及其特点 ; 编码和编码器，译码和译码器 ; 编码与译码器的应用 常用编码译码器列表。. 主要 技能. 熟练的掌握编码器、译码器的正确使用技能和功能检测技能 ； 能应用编码器和译码器构成具有特定功能的逻辑电路 ； 能完成电路的安装与功能调试 。. 基本概念. 编码、译码、编码器、译码器. 设计项目：. 编 / 译码及数码显示. 功能要求： - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
项目三 编码器与译码器
3.1 编码器、译码器 3.2 编码器与译码器的应用 3.3 常用编码器与译码器例表
主要内容 常用编码及其特点 ;编码和编码器，译码和译码器 ;编码与译码器的应用常用编码译码器列表。
主要技能 熟练的掌握编码器、译码器的正确使用技能和功能检测技能 ；能应用编码器和译码器构成具有特定功能的逻辑电路 ；能完成电路的安装与功能调试。
基本概念 编码、译码、编码器、译码器
设计项目： 编 / 译码及数码显示功能要求： 当简单抢答器接通电源后，分别按下 4 个抢答器的抢答键，如果电路工作正常，数码管将分别显示抢答成功者的号码。如果没有显示或显示的不是成功抢答者的号码，说明电路故障，应予以排除。
电路组成：
（按特定含义：规则、顺序）二进制代码某种代码
译 码编 码编码器
译码器
3.1 编码器、译码器
常用编码
自然二进制码格雷码二—十进制码奇偶检验码ASCII 码等
常用的编码：
用一组二进制码按一定规则排列起来以表示数字、符号等特定信息。（一）自然二进制码及格雷码
自然二进制码常用四位自然二进制码，表示十进制数 0--15 ，各位的权值依次为 23 、22 、 21 、 20 。 格雷码
2. 编码还具有反射性，因此又可称其为反射码。
1. 任意两组相邻码之间只有一位不同。注：首尾两个数码即最小数 0000 和最大数 1000 之间也符合此特点，故它可称为循环码
按自然数顺序 排 列 的 二 进制码
常用的编码： （二）二—十进制 BCD 码 有权码
用四位二进制代码对十进制数的各个数码进行编码
有权码表示十进制数符：D = b3w3 + b2w2 + b1w1 + b0w0 + c偏权系数 c = 0 时为有权码。1 8421BCD （ NBCD ）码
2 7 6 . 8↓ ↓ ↓ ↓
010 0111 0110 1000
例：（ 276.8 ） 10 = （ ？ ） NBCD
（ 276.8 ） 10 = （ 0010011101101000 ） NBCD
四位二进制数中的每一位都对应有固定的权常用编码
自然二进制码格雷码二—十进制码奇偶检验码ASCII 码等
无权码2. 其它有权码
2421 、 5421 、 5211
1. 余 3 码余 3 码中有效的十组代码为 0011 ～ 1100 代表十进制数 0--92. 其它无权码 字符编码
ASCII 码：七位代码表示 128 个字符 96 个为图形字符控制字符 32 个。
常用编码常用的编码：
自然二进制码格雷码二—十进制码奇偶检验码ASCII 码等
⑴⑴
⑷⑷
⑵⑵
⑶⑶
丁 丙 乙 甲丁 丙 乙 甲问题 :将 4个抢答器的输出信号编为二进制代码，设计一个简单的电路实现此功能——这个过程就是编码。
F0 =A3+A1
F1 =A3+A2A3 A2 A1 A0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
F1 F0
0 0
0 1
1 0
1 1
输 入 输出
4-2 线编码器
普通编码器 定义：任何时刻只允许输入一个有效编码请求信号，否则输出将发生混乱。
4( =22) 种情况，需 2 位二进制码就能将所有情况表示；
2n 种情况，只需要 n 位二进制码就能完全表示！
2n ≥m
8 ( =23) 种情况，需 3 位二进制码就能将所有情况表示；16 ( =24) 种情况，需 4 位二进制码就能将所有情况表示；
7 种情况需几位二进制码表示？ 9 种呢？
优先编码器 在优先编码器中，允许同时输入两个以上的有效编码请求信号。 当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。 优先级别的高低由设计者根据输入信号的轻重缓急情况而定。如根据病情而设定优先权。
74LS148 电路的功能表例：八线—三线优先编码器 74LS148
74LS148 的逻辑功能描述： (1) 编码输入端：逻辑符号输入端 上面均有“—”
号，这表示编码输入低电平有效。 I0~I7
低电平有效
允许编码，但无有效编码请求优先权最高
(2) 编码输出端 ：从功能表可以看出， 74LS148 编码器的编码输出是反码。
Y2 、 Y1 、Y0
（ 3 ） 选通输入端：只有在 = 0 时，编码器才处于工作状态；而在 = 1 时，编码器处于禁止状态，所有输出端均被封锁为高电平。S
S
禁止状态工作状态
允许编码，但无有效编码请求
正在优先编码
（ 4 ）选通输出端YS 和扩展输出端YEX ：为扩展编码器功能而设置。
以上通过对 74LS148 编码器逻辑功能的分析，介绍了通过MSI 器件逻辑功能表了解集成器件功能的方法。 要求初步具备查阅器件手册的能力。不要求背 74LS148 的功能表。
用 74LS148 接成的 16 线— 4 线优先编码器 优先权最高
(2) 片无有效编码请求时才允许 (1) 片编码
编码输出的最高位编码输出为原码
如图所示为利 74LS148 编码器监视 8 个化学罐液面的报警编码电路。若 8 个化学罐中任何一个的液面超过预定高度时，其液面检测传感器便输出一个 0 电平到编码器的输入端。编码器输出 3 位二进制代码到微控制器。此时，微控制器仅需要 3 根输入线就可以监视八个独立的被测点。
微控制器报警编码电路74LS148 8-3 线优先编码器 应用 1
二—十进制编码器 将十进制数的 0~9 编成二进制代码的电路 (8421BCD 码编码器 Binary Coded Decimal) 。 如 :实训 4 中采用的 74LS147 优先编码器 .
74LS14774LS147 优先编码器功能表优先编码器功能表
1 1 1 10 1 1 00 1 1 1 1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 1 1 1 0 01 1 0 11 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 10 X X X X X X X X1 0 X X X X X X X1 1 0 X X X X X X1 1 1 0 X X X X X1 1 1 1 0 X X X X 1 1 1 1 1 0 X X X 1 1 1 1 1 1 0 X X1 1 1 1 1 1 1 0 X1 1 1 1 1 1 1 1 0
D C B AI9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1
输 出 输 入74LS147 编码器的逻辑符号
译码： 编码的逆过程，将编码时赋予代码的特定含义“翻译”出来。 译码器： 实现译码功能的电路。
常用的译码器有二进制译码器、二 - 十进制译码器和显示译码器等。
二进制代码 原来信息编码对象编码 译码
译码器
例例：：一个简单的两位二进制代码的译码器。一个简单的两位二进制代码的译码器。 输入是一组两位二进制代码 AB ，输出是与代码状态相对应的 4 个信号 Y3Y2Y1Y0 。
输 入 输 出A B Y3 Y2 Y1 Y0
0 00 11 01 1
0 0 0 10 0 1 00 1 0 01 0 0 0
译码器的真值表
1. 1. 二进制译码器二进制译码器 二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来二进制译码器是把二进制代码的所有组合状态都翻译出来的电路。如果输入信号有的电路。如果输入信号有 n n 位二进制代码，输出信号为位二进制代码，输出信号为 mm 个，个， mm = 2 = 2nn 。。 74LS138——74LS138—— 二进制译码器。 二进制译码器。
译中为 0
高电平有效 低电平有效 禁止译码译码工作
74LS138 译码器的逻辑符号
在在 SS11=1=1 ， ， =0=0 时，输出信时，输出信号 才取决于输入信号号 才取决于输入信号 AA22 、、 AA11 、、 AA00 的组合。的组合。
当当 SS11=0=0 时，无论其他输入信时，无论其他输入信号是什么，输出都是高电平，即无号是什么，输出都是高电平，即无效信号。 效信号。
为高电平时，输出也都是无效信号。
32 SS
70 ~ YY
32 SS
三点说明：三点说明：低电平有效输出
三位二进制代码使能端
例：例：用两片用两片 3-83-8 线译码器线译码器 74LS13874LS138 构成构成 4-164-16 线译码器，电路如图所示。线译码器，电路如图所示。
电路中，当 D=0 时，片（ 2 ）被禁止，片（ 1 ）工作，这时将 DCBA 的 0000~0111 这 8 个代码译成片（ 1 ） 8 个低电平信号输出。 当 D=1 时，片（ 1 ）被禁止，片（ 2 ）工作，这时则将 DCBA 的 1000~1111 这 8 个代码译成片（ 2 ） 8 个低电平信号输出。
70 ~ YY
70 ~ YY
CBA
••D
例 3.1 用全译码器实现逻辑函数 ABCCBACBACBAf
解 :（ 1）全译码器的输出为输入变量的相应最小项之非， 故先将逻辑函数式 f 写成最小项之反的形式。由摩根定理
ABCCBACBACBAf
（ 2） f 有三个变量，因而选用三变量译码器。（ 3）变量 C、 B、 A 分别接三变量译码器的 C、 B、 A 端， 则上式变为：
7120 YYYY
74LS138 3-8 译码器 应用 1——实现逻辑函数
用三变量译码器 74LS138实现以上函数的逻辑图。
例例：将输入信号序列：将输入信号序列 00100100 00100100 分配到分配到 Y0 Y0 通道输出。通道输出。
在图中，如果 D 输入的是时钟脉冲，则由地址码的状态将该时钟脉冲分配到 Y0~Y7 的某一个输出端，从而构成时钟脉冲分配器。
74LS138 3-8 译码器 应用 2——数据分配器或时钟分配器
四输入变量译码器用于存储器的地址译码 四输入变量译码器用于存储器的地址译码 实现微机系统中存储器或输入 /输出接口芯片的地址译码是译码器的一个典型用途。 如图所示是四输入变量译码器用于半导体只读存储器地址译码的一个实例。 图中，译码器的输出用来控制存储器的片选端 ,而译码器的输出信号取决于高位地址码 A5~A8 。 A5~A8 四位地址有 16 个输出信号，利用这些输出信号从 16片存储器中选用一片，再由低位地址码 A0~A4从被选片中选中一个字，从而读出选中字的内容。
74LS138 3-8 译码器 应用 3——译码器作地址译码器
2. 二—十进制译码器 将将 44 位二—十进制代码位二—十进制代码翻译成翻译成 11 位十进制数字的电位十进制数字的电路就是二—十进制译码器，路就是二—十进制译码器，又称为又称为 BCD—BCD— 十进制译码十进制译码器。 器。
数字 输 入 输 出A3A2A1A0
0123456789
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 0
无效1 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 01 1 1 11 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1
74LS42 译码器功能表YY00 YY11 YY22 YY33 YY44 YY55 YY66 YY7 7 YY8 8 YY99
由功能表可知，该译码由功能表可知，该译码器有器有 44 个输入端个输入端 AA33AA22AA11AA00 ，，并且按并且按 8421BCD8421BCD 编码输入数编码输入数据。据。 它有它有 1010 个输出端，分别个输出端，分别与十进制数与十进制数 0~90~9 相对应，低相对应，低电平有效。对于某个电平有效。对于某个 8421BC8421BCDD 码的输入，相应输出端为码的输入，相应输出端为低电平，其他输出端为高电低电平，其他输出端为高电平。当输入的二进制数超过平。当输入的二进制数超过BCDBCD 码时，所有输出端都输码时，所有输出端都输出高电平，呈无效状态。出高电平，呈无效状态。
74LS42 二—十进制译码器的逻辑图所示。
3. 数字显示译码器（ 1 ）七段数码显示器 ( 数码管 )
每一段由一个发光二极管组成
七段 LED(Light Emitting Diode)数码显示器的显示原理 :
c
ab
de
f g
dp
a b
c d e
f g
GND
GND
dp 共阴极共阴极
aR 8
bcdefgdp
Vcc
Vcc
c d eGND
dp
ab
cde
f
dp
a b f gGND
R= 1K
5V直流电源c
ab
de
f g
dp
a b
c d e
f g
GND
GND
dp
c d eGND
dp
ab
cde
f
dp
a b f gGND
R= 1K
c
ab
de
f g
dp
a b
c d e
f g
GND
GND
dp
5V直流电源
显示数字 11
R
5V直流电源
R
R
显示数字 22 g f a b
e d c dp
c
ab
de
f g
dpc
ab
de
f g
dp
a b
c d e
f g
GND
GND
dp
R
5V直流电源
R
R
R
显示数字 33 g f a b
e d c dp
c
ab
de
f g
dpc
ab
de
f g
dp
a b
c d e
f g
GND
GND
dp
（ 2 ）七段显示译码器
输入：二—十进制代码输出：译码结果，可驱动相应的七段数码管显示出正确的数字
灭灯控制端
8421BCD码
七段代码七段译码器 74LS47
译码输入端： D 、 C 、 B 、 A ，为 8421BCD 码； 七段代码输出端： abcdefg，某段输出为高电平时该段点亮，用以驱动低电平有效的七段显示 LED 数码管（共阳极）； 控制端： 、 、 ； 当 LT = 1 时，译码器处于正常译码工作状态； 若 BI = 0 ，不管 D 、 C 、 B 、 A 输入什么信号，译码器各输出端均为低电平，处于灭灯状态。 RBI 为灭零输入端，将数码管显示的 0熄灭。 利用上述信号，可以控制数码管按照要求处于显示或者灭灯状态，如闪烁、熄灭首尾部多余的 0 等。
LT RBOBI /RBI
00000000
11000000
实训电路74LS147
二—十进制 (8421)优先编码器 74LS4874LS48
与共阴极数码管配合使用字符显示译码器 七段显示器实验中用的型号为 WT5101BSD是共阴极数码管由 74LS48驱动
作 业 P 99 4.4
4.6