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项目三 编码器与译码器

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：

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项目三 编码器与译码器

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  1. 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

  2. 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

  3. 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。

  4. 电路组成：

  5. 3.1 编码器、译码器 编码器 编 码 某种代码 二进制代码 译 码 （按特定含义：规则、顺序） 译码器

  6. 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。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 按自然数顺序排列的二进制码 常用编码 常用的编码： • 自然二进制码 • 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 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 2.编码还具有反射性，因此又可称其为反射码。

  7. 用四位二进制代码对十 进制数的各个数码进行编码 四位二进制数中的每一 位都对应有固定的权 常用编码 （二）二—十进制BCD码 常用的编码： • 有权码 • 自然二进制码 • 格雷码 • 二—十进制码 • 奇偶检验码 • ASCII码等 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 例：（276.8）10 =（ ？ ）NBCD 2 7 6 . 8 ↓ ↓ ↓ ↓ 010 0111 0110 1000 （276.8）10 =（0010011101101000）NBCD

  8. 2421、5421、5211 常用编码 2.其它有权码 常用的编码： • 无权码 • 自然二进制码 • 格雷码 • 二—十进制码 • 奇偶检验码 • ASCII码等 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--9 2.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。

  9. ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 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。 普通编码器 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。 输出 输 入 F0 =A3+A1 F1 =A3+A2 丁 丙 乙 甲 A3 A2 A1A0 F1F0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 4-2线编码器 1 1 1 0 0 0

  10. 4( =22)种情况，需2位二进制码就能将所有情况表示； 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； 2n种情况，只需要n位二进制码就能完全表示！ 7种情况需几位二进制码表示？9种呢？ 2n ≥m

  11. 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。

  12. 例：八线—三线优先编码器74LS148 74LS148电路的功能表

  13. 优先权最高 允许编码，但无有效编码请求 I0~I7 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。 低电平有效

  14. Y2、Y1、Y0 (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。

  15. S S （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。 禁止状态 工作状态

  16. 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。

  17. 　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。　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。

  18. 编码输出的最高位 编码输出为原码 (2)片无有效 编码请求时才允许(1)片编码 优先权最高 用74LS148接成的16线—4线优先编码器

  19. 74LS148 8-3线优先编码器 应用1 微控制器报警编码电路 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。

  20. 输 入 输 出 I9I8I7I6I5I4I3I2I1 D C B A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 X X X X X X X X 1 0 X X X X X X X 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X 1 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 X 1 1 1 1 1 1 1 0 X 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 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. 74LS147优先编码器功能表 74LS147编码器的逻辑符号

  21. 编码对象 二进制代码 原来信息 编码 译码 译码器 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。

  22. 例：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。 译码器的真值表

  23. 高电平有效 低电平有效 禁止译码 译码工作 1. 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的电路。如果输入信号有n 位二进制代码，输出信号为m个，m = 2n。 74LS138——二进制译码器。 译中为0

  24. 74LS138译码器的逻辑符号 低电平有效输出 三点说明： 三位二进制代码 • 当S1=0时，无论其他输入信号是什么，输出都是高电平，即无效信号。 使能端 • 在S1=1， =0时，输出信号 才取决于输入信号A2、A1、A0的组合。 • 为高电平时，输出也 • 都是无效信号。

  25. C B A D • 例：用两片3-8线译码器74LS138构成4-16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。

  26. 74LS1383-8译码器 应用1——实现逻辑函数 例3.1 用全译码器实现逻辑函数 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 （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：

  27. 用三变量译码器74LS138实现以上函数的逻辑图。用三变量译码器74LS138实现以上函数的逻辑图。

  28. 74LS1383-8译码器 应用2——数据分配器或时钟分配器 例：将输入信号序列00100100 分配到Y0 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。

  29. 74LS1383-8译码器 应用3——译码器作地址译码器 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。

  30. 2. 二—十进制译码器 74LS42译码器功能表 将4位二—十进制代码翻译成1位十进制数字的电路就是二—十进制译码器，又称为BCD—十进制译码器。 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 Y8 Y9 由功能表可知，该译码器有4个输入端A3A2A1A0，并且按8421BCD编码输入数据。 它有10个输出端，分别与十进制数0~9相对应，低电平有效。对于某个8421BCD码的输入，相应输出端为低电平，其他输出端为高电平。当输入的二进制数超过BCD码时，所有输出端都输出高电平，呈无效状态。

  31. 74LS42二—十进制译码器的逻辑图所示。

  32. 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

  33. R  8 Vcc Vcc a  GND e g f c d b        g f a b a f b g e c dp d dp e d c dp GND 七段LED(Light Emitting Diode)数码显示器的显示原理: 共阴极

  34. GND g a f b 5V 直流电源 a GND f b g f a b e c dp d a f b g c e d dp e c dp d GND e d c dp GND R= 1K

  35. GND g a f b a 5V 直流电源 GND f b g f a b e c dp d a f b g c e d dp e c dp d GND e d c dp GND 显示数字1 R= 1K

  36. a GND f b g g f a b c e dp d a f b g e c dp d e d c dp GND 显示数字2 R R g f a b 5V 直流电源 e d c dp R 

  37. a GND f b g g f a b c e dp d a f b g e c dp d e d c dp GND 显示数字3 R R g f a b 5V 直流电源 e d c dp R R 

  38. （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

  39. 七段译码器74LS47 七段代码 8421BCD码 灭灯 控制端

  40. 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。

  41. 1 0 0 0 0 0 0 0

  42. 实训电路 74LS147 二—十进制(8421)优先编码器 74LS48 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

  43. P 99 4.4 4.6 作 业

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