数字电子技术应用 项目教程 教学课件 ppt 作者 段有艳 等 项目3
85页1、项目3 数码显示器的设计与制作,任务引入: 在我们的周围,有很多数字信息需要显示出来,比如电梯、公交车等。要求设计一个数字显示电路,能够实现09的一位数的显示。,分析任务:,本次任务为设计一个数字显示电路,不仅需要译码,而且还要把结果显示出来,所以数字显示器的设计是一种把信号翻译过来并直接显示出来的电路,是一中规模组合逻辑电路的设计过程,将通过编码器、译码器、显示器等集成芯片连接成电路来实现。,项目3 数码显示器的设计与制作,任务1 编码电路 任务2译码电路 任务3显示电路 任务4相关知识扩展,任务1 编码电路,1.编码电路的作用 编码电路是把某种具有特定意义的输入信号(如数字、字符、控制信号等)编成相应的若干位二进制代码来处理,并且赋于每组代码特定的含义的电路。本任务的实现,需要对一位十进制数进行编码。,2.码制和常用编码,(1)码制 码制(Code System)是指利用二进制代码表示数字或符号的编码规则。在数字化设备和系统中,二进制被广泛采用,便于实现自动化,当使用计算机进行某事件的处理时,首先必须把输入的特定信息转换成计算机所能接受的二进制数码,由此出现了编码。,(2)常用编码
2、,1)自然二进制码。在形式上和二进制一样,把二进制数转换成十进制数就是自然二进制码和十进制数的对应关系。 2)8421BCD码。在数字电路的输入输出中普遍采用十进制数,由于十进制数码(09)不能在数字电路中进行逻辑运算,必须将其转换为二进制数。这样就产生了用4位二进制数表示一位十进制数的方法,我们把这种用二进制数表示十进制数的编码方法称为二十进制码,即BCD(Binary Coded Decimal)码。,8421BCD码,8421BCD码是数字电路中常用的编码方式,是用4位二进制数表示十进制数(09)中的10个数,这4位二进制数码的“权”符合8、4、2、1的规律。 例如: 百位 十位 个位 (456)10(0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0)8421BCD 权数(8 4 2 1)102 (8 4 2 1)101 (8 4 2 1)100 (456)10(0100 0101 0110)8421BCD 可见,8421BCD码是一种有权码(恒权码),从高位到低位的权分别是8、4、2、1。,(2)常用编码,3)余3BCD码。余3BCD码也是用4位二进制数0、1组合成的码,且和一位
3、十进制数相对应,对应关系是把余3BCD码按权展开得到的十进制数减3。 4)格雷码。格雷码是控制中常用的可靠性编码,特点是每相邻的两个码之间只有一位码有差异。,各种码制和十进制数的对应关系,表3-1 常见码制与十进制数的对应关系,3.常用集成编码器介绍(芯片、真值表、功能),按编码方式的不同,编码器分为普通编码器和优先编码器。按输出代码的不同,编码器又分为二进制编码器和非二进制编码器。 (1)普通编码器 对于普通编码器来说,任何时刻只允许输入一个编码信号,否则输出就会发生混乱。n位二进制代码只能对 个信号进行编码。所以n位输出的编码器可以表示 个不同的输入信号,这种编码器称为 线-n线编码器,图3-1所示为三位二进制编码器的原理框图,有8个高电平有效的输入端 ,3个输出端 ,所以常称为8线-3线编码器。,8线-3线编码器示意图,图3-1 8线-3线编码器示意图,8线-3线编码器。在任何时刻只允许有一个信号为有效电平,输入、输出关系功能见表3-2。,表3-2 8线-3线编码器功能表,通常在表示电路图或示意图时,为高电平有效,即高电平等于逻辑1,在高电平时使能,条件为真,如图3-1所示。但有
4、的电路图或示意图中,在输入、输出端画一圆圈,则表示逻辑取反,即表示低电平有效,在低电平时使能,条件为真,如图3-3b所示。,由功能表得到相应的函数表达式为: 实现该功能的逻辑电路图如图3-2所示。,图3-2 三位二进制编码器电路图,(2)优先编码器,普通编码器因同一时刻只能输入一个信号,否则输出就会发生混乱,这点限制了它的应用,为避免这种情况,可以采用优先编码器,其特点是在多个信息同时输入时,只对输入中优先级别最高的信号进行编码。在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的,即具有单方面排斥的特性。比如医院里的呼叫系统,根据病情的严重程度来进行处理,如果危重病房与普通病房同时呼叫时,只显示危重病房,类似问题可以由优先编码器来解决,优先级别可由编码者规定。在此以74LS147、74LS148为例介绍优先编码器的使用方法。,1)74LS147,74LS147是将十进制数码转换为二进制代码的组合逻辑电路,是10线-4线优先编码器(8421 BCD码优先编码器),共16引脚,其引脚排列如图3-3a所示,16引脚为电源端,8引脚为接地端, 为信号输入端, 为信号输出端,输入、输出端均为低电平有效。
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