首頁(yè) > 電子基礎 > 數字電路
譯碼器原理及常用譯碼器簡(jiǎn)介
--------------------------------------------------------------------------------
譯碼器原理及常用譯碼器簡(jiǎn)介一. 譯碼器
譯碼器的功能是對具有特定含義的輸入代碼進(jìn)行"翻譯"，將其轉換成相應的輸出信號。
譯碼器的種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和數字顯示譯碼器。
1．二進(jìn)制譯碼器
(1) 定義
二進(jìn)制譯碼器:能將n個(gè)輸入變量變換成2n個(gè)輸出函數，且輸出函數與輸入變量構成的最小項具有對應關(guān)系的一種多輸出組合邏輯電路。
(2) 特點(diǎn)
● 二進(jìn)制譯碼器一般具有n個(gè)輸入端、2n個(gè)輸出端和一個(gè)(或多個(gè))使能輸入端。
● 在使能輸入端為有效電平時(shí)，對應每一組輸入代碼，僅一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端為無(wú)效電平(與有效電平相反)。
● 有效電平可以是高電平(稱(chēng)為高電平譯碼)，也可以是低電平(稱(chēng)為低電平譯碼)。
(3) 典型芯片
常見(jiàn)的MSI二進(jìn)制譯碼器有2-4線(xiàn)(2輸入4輸出)譯碼器、3-8線(xiàn)(3輸入8輸出)譯碼器和4-16線(xiàn)(4輸入16輸出)譯碼器等。圖7.7(a)、(b)所示分別是T4138型3-8線(xiàn)譯碼器的管腳排列圖和邏輯符號。
該譯碼器真值表如表7.1所示。
表7.1 T4138譯碼器真值表
輸 入
S1 S2+S3 A2 A1 A0
1 0 0 0 0
1 0 0 0 1
1 0 0 1 0
1 0 0 1 1
1 0 1 0 0
1 0 1 0 1
1 0 1 1 0
1 0 1 1 1
0 d d d d
d 1 d d d
輸 出
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
由真值表可知，當s1=1,s2+s3=0 時(shí)，無(wú)論A2、A1和A0取何值，輸出Y0 、…、Y7中有且僅有一個(gè)為0(低電平有效)，其余都是1。
2 .二-十進(jìn)制譯碼器
二-十進(jìn)制譯碼器的功能:將4位BCD碼的10組代碼翻譯成10個(gè)十進(jìn)制數字符號對應的輸出信號。
例如，常用芯片T331是一個(gè)將8421碼轉換成十進(jìn)制數字的譯碼器，其輸入A3～A0為8421碼，輸出Y0～Y9分別代表十進(jìn)制數字0～9。該譯碼器的輸出為低電平有效。其次，對于8421碼中不允許出現的6個(gè)非法碼(1010～1111)，譯碼器輸出端Y0～Y9均無(wú)低電平信號產(chǎn)生，即譯碼器對這6個(gè)非法碼拒絕翻譯。這種譯碼器的優(yōu)點(diǎn)是當輸入端出現非法碼時(shí)，電路不會(huì )產(chǎn)生錯誤譯碼。（該譯碼器的邏輯電路圖和真值表見(jiàn)教材中有關(guān)部分）
3. 數字顯示譯碼器
數字顯示譯碼器是不同于上述譯碼器的另一種譯碼器。在數字系統中，通常需要將數字量直觀(guān)地顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取處理結果，另一方面用以*數字系統工作情況。 因此，數字顯示電路是許多數字設備不可缺少的部分。
數字顯示譯碼器是驅動(dòng)顯示器件(如熒光數碼管、液晶數碼管等)的核心部件，它可以將輸入代碼轉換成相應數字，并在數碼管上顯示出來(lái)。
常用的數碼管由七段或八段構成字形，與其相對應的有七段數字顯示譯碼器和八段數字顯示譯碼器。例如，中規模集成電路74LS47，是一種常用的七段顯示譯碼器，該電路的輸出為低電平有效，即輸出為0時(shí)，對應字段點(diǎn)亮；輸出為1時(shí)對應字段熄滅。該譯碼器能夠驅動(dòng)七段顯示器顯示0～15共16個(gè)數字的字形。輸入A3、A2、A1和A0接收4位二進(jìn)制碼，輸出Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qf和Qg分別驅動(dòng)七段顯示器的a、b、c、d、e、f和g段。（74LS47邏輯圖和真值表可參見(jiàn)教材中有關(guān)部分。）
七段譯碼顯示原理圖如圖7.8(a)所示，圖7.8(b)給出了七段顯示筆畫(huà)與0～15共16個(gè)數字的對應關(guān)系。
圖7.8 七段譯碼顯示原理及筆畫(huà)與數字關(guān)系
4．譯碼器應用舉例
譯碼器在數字系統中的應用非常廣泛，它的典型用途是實(shí)現存儲器的地址譯碼、控制器中的指令譯碼、代碼翻譯、顯示譯碼等。除此之外，還可用譯碼器實(shí)現各種組合邏輯功能。下面 舉例說(shuō)明在邏輯設計中的應用。
例1 用3-8線(xiàn)譯碼器T4138和適當的與非門(mén)實(shí)現全減器的功能。
解 全減器:能實(shí)現對被減數、減數及來(lái)自相鄰低位的借位進(jìn)行減法運算，產(chǎn)生相減得到的差及向高位借位的邏輯電路。
令： 被減數用Ai表示、減數用Bi表示、來(lái)自低位的借位用Gi-1表示、差用Di表示、向相鄰高位的借位用Gi表示�？傻玫饺珳p器的真值表如表7.2所示。
表7.2 全減器真值表
輸 入 輸 出 輸 入 輸 出
Ai Bi Gi-1 Di Gi Ai Bi Gi-1 Di Gi
0 0 0 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 1 1 1 0 1 0 0
0 1 0 1 1 1 1 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
由表7.2可寫(xiě)出差數Di和借位Gi的邏輯表達式為
用譯碼器T4138和與非門(mén)實(shí)現全減器功能時(shí)，只需將全減器的輸入變量Ai Bi Gi-1分別與譯碼器的輸入A2、A1、A0相連接，譯碼器使能輸入端S1S2S3接固定工作電平，便可在譯碼器輸出端得到3個(gè)變量的8個(gè)最小項的"非"。根據全減器的輸出函數表達式，將相應最小項的"非"送至與非門(mén)輸入端，便可實(shí)現全減器的功能。
例2 用譯碼器和與非門(mén)實(shí)現邏輯函數
F(A,B,C,D)=∑m(2,4,6,8,10,12,14)
解 給定的邏輯函數有4個(gè)邏輯變量，顯然可采用上例類(lèi)似的方法用一個(gè)4-16線(xiàn)的譯碼器和與非門(mén)實(shí)現。 此外，也可以充分利用譯碼器的使能輸入端，用3-8線(xiàn)譯碼器實(shí)現4變量邏輯函數。
用3-8線(xiàn)譯碼器實(shí)現4變量邏輯函數的方法：用譯碼器的一個(gè)使能端作為變量輸入端，將兩個(gè)3-8線(xiàn)譯碼器擴展成4-16線(xiàn)譯碼器。用兩片T4138實(shí)現給定函數時(shí)，可首先將給定函數變換為
──────────────
F(A,B,C,D)=(m2·m4·m6·m8·m10·m12·m14)
然后，將邏輯變量B、C、D分別接至片Ⅰ和片Ⅱ的輸入端A2、A1、A0，邏輯變量A接至片Ⅰ的使能端和片Ⅱ的使能端S1。這樣，當輸入變量A=0時(shí)，片Ⅰ工作，片Ⅱ 禁止，由片Ⅰ產(chǎn)生m0～m7 ；當A=1時(shí)，片Ⅱ工作，片Ⅰ禁止，由片Ⅱ產(chǎn)生m8～m15。將譯碼器輸出中與函數相關(guān)的項進(jìn)行"與非"運算，即可實(shí)現給定函數F的功能。邏輯電路圖如圖7.10所示。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
