译码器及数码显示电路.ppt

4.1 概述4．2 编码器 退 出4．3 译码器及数码显示电路 4．4 数据分配器和选择器4．5 数据比较器 4．6 加法器 第4单元 常用组合逻辑电路模块通过这一单元的学习，主要掌握如下知识：1．掌握编码器、译码器、数据选择器、数 据分配器、数值比较器和加法器的功能2．熟练使用某一型号的编码器、译码器 学习内容常用组合逻辑电路模块的品种很多， 主要有全加器、编码器、译码器、数据 分配器、数据选择器、数值比较器等 4.1 概述对逻辑电路的学习主要掌握电路的端 子名称、作用以及有效控制电平4.2 编码器二进制编码：输入M位代码 ，输出N位二 进制代码M≤2N编码：用文字、符号或数码表示特定的对象4.2 编码器逻辑功能：任何一个输入端接低电平时，三个 输出端有一组对应的二进制代码输出（一）二进制编码器将输入信号编成二进 制代码的电路 任何时刻只允许一个输入端有信号输入（1）二~十进制编码器 十个按键8421码编码器功能表（2）优先编码二-十进制（9-4）优先编码器74HC147二-十进制（9-4）优先编码器74HC147功能表利用编码器的使能端来实现扩展如74148是8-3线编码器，只能对8条输入线 进行编码，但如要对16条输入线进行编码 ，则可以用两块74148进行编码，编码输出 4位二进制码的优先编码器。

（3）编码器的扩展74148的扩展串行扩展实现的16线—4线优先编码器 n将N个输入转换成对应的M个输出的过程 nM≤2Nn类型：全部译码和部分译码；n 二进制译码和代码译码器4.3 译码器及数码显示电路4.3.1 二进制译码器二进制 译码器 输入输 出满足 ：m=2n译码输入 译码输出a1 a0 y0 y1 y2 y30 0 1 0 0 00 1 0 1 0 01 0 0 0 1 01 1 0 0 0 12位二进制译码器译码输入 译码输出a1 a0 y0 y1 y2 y30 0 0 1 1 10 1 1 0 1 11 0 1 1 0 11 1 1 1 1 02位二进制译码器3—8译码器74LS138EN = 1（ ）EN=0 ，禁止译码， 输出均为１使能端输 出端输入端八个输出端，低电平有效。

74138集成译码器的功能 表 译码功能：根据输出引脚哪一条线有效， 就可知道具体输入的二进制代码是哪一种 组合想一想：10位地址输入线最多可以表示多少种不同的 地址，10根输入线的二进制数译码器的输出线为多少 ？可否采用某种传输方式来减少输出线数？ 从真值表可得输出逻辑函数表达式为 ： 从表达式中可知每一个输出相当于是3变量的全 部最小项取反有些译码器其每一个输出直接就是最 小项的形式 n例3．1：用译码器实现电视频段的选择 电视信号通常分为三个频段：VL、VH 和U如选中一个频段，则由相应的输出 端输出12V电压给后面的电路2、二~十进制译码器（又称BCD译码器 ） 二~十进制译码器是输入编码是BCD码，输出 有10根引线与输入10个BCD编码对应BCD码有多种，对应着多种译码器，常用的 是8421BCD译码器BCD码译码器都有4个输入端，10个输出端， 常称之为 4~10线译码器,也是一种唯一地址译码 器 8421BCED译码器74HC428421BCED译码器74HC42真值表3.唯一地址译码器的应用计算机系统中利用译码器选通器件示意图 4．七段数字显示译码器 在数字系统中计数器、定时器、数字电压表等方面，需要 将表示数字信息的二进制数以人们习惯的十进制数形式显示出 来，以便查看，因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少 的部分。

数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分 组成 脉冲信号计数器译码器驱动器显示器（1）数码显示器件数码显示器件种类繁多，其作用是用以显示数字和符号用 于十进制数的显示，目前使用较多的是分段式显示器如图4.9 是七段显示器显示字段布局及字形组合 七段显示器主 要有荧光数码管和 半导体显示器、液 晶数码显示器半 导体（发光二极管 ）显示器是数字电 路中比较方便使用 的显示器它有共 阳极和共阴极两种 接法，如图所示 （1）数码显示器件(2)数字显示译码器 数字显示译码器将BCD代码 译成数码管显示字所需要的 相应高、低电平信号，使数 码管显示出BCD代码所表示 的对应十进制数，这是一种 代码译码器74HC4511是8421BCD码七段 显示译码器74HC511与显示器的连接示意 图，如图所示想一想：1．电梯楼层显示电路，按动标有1、2、 3、4、5、6、7、8的其一按键时，为什么 可显示相应的数字？根据你的知识尝试解 析其原理2．计算机内字符是如何保存和显示？字 符的代码与字形是否相同？字库是什么？ 字库存放的是字符的代码还是字形？在多个通道中选择其中的某一路，或 个信息中选 择其中的某一个信息传送或加以处理，将传送来的或处理后的信息分配到各通道去 。

数据选择器数据分配器多输入一输出选择一输入多输出分配4.4 数据选择器和数据分配器1、数据分配器 (1)数据分配器的逻辑功能 数据分配器有一根输入线，n根地址线 (又称为选择控制线)和2n根输出线根 据n个选择变量的不同代码组合来选择 输入数据从哪个输出通道输出a) 方框图 （b）用译码器实现分配器 （c)逻辑符号 一 输 入多输入出(2)数据分配器的实现电路 有2n根输入线，n根选择控制线和一根输 出线根据n个选择变量的不同代码组合 ，在2n个不同输入中选一个送到输出 2.数据选择器(1)数据选择器的逻辑功能 (2)数据选择器 的实现电路 数据选择器的主体电 路一般是与或门阵列（也 有用传输门开关和门电路 混合组合而成的） 可见，输出Y取决于选择变量 S1S0的不同组合当S1S0=00时 ，Y=D0；当S1S0=01时，Y=D1 ；当S1S0=10时，Y=D2；当 S1S0=11时，Y=D3 四路选择器数据选择器在智能小区的应用 (3)．数据选择器和分配器的应用 由译码器连 成的数据 分配器0 0 001 10译码禁止译码01传送端接收端设1位数值比较器输 入1位二进制数为A、 B。

当A大于B时，对 应输出YA>B为高电平 ； 当AB3B2 B1B0时，输出 F=1，否则F=0 ，若把F当作进 位，则该电路 可实现四舍五 入 (2)中断优先判断电路中断优先判别电路 工作原理 优先权编码器首先将外部中断请求信号排队，需要紧急 处理的请求一般级别最高，优先权编码器把对应的输入位编 成三位二进制作为比较器的输入，比较器的另一端的数据输 入连到现行状态寄存器的输出端，接受的数据是计算机正在 处理的中断请求信号系统 如果比较器A>B=1表示，当前的中断请求对象级别比现行 处理的事件级别高，计算机必须暂停当前的事件处理转而响 应新的中断请求 如果A>B=0表示，则表示中断请求对象级别比现行处理的 事件级别低，比较器不发出中断信号，直到计算机处理完当 前的事件后再将现行状态寄存器中的状态清除，转向为别的 低级中断服务 4.6.1半加器 半加器可如组合逻辑电路分析的例3.1中介绍 的用与非门组成，也可以如图 (a)由异或门及 与门组成4.6 加法器全加器的真值表 输入输出 AiBiCiSiCi+1 00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 111114.6.2全加器1．1位全加器 全加器：进行加数、被加 数和低位来的进位信号相 加，并根据求和结果输出 该位的进位信号。

据3个二进制数相加及加法规则，不难列出全加器的真值表表 中Ai、Bi为两个1位二进制数，Ci是低位的进位数，Si为全加和， Ci+1是向相邻高位的进位数据表可得Si和Ci+1的逻辑表达式 ： 由表达式画出全加器的逻辑图和逻辑符号，如下图 所示 用多个全加器可以组成多位二进制加法器，它是 最基本的算术运算单元例如它可以作加法运算在 计算机中用补码可以做减法运算，把乘法转化为连续 的加运算，把除法转换为减法，再将减法转换为补码 用加法来完成运算2．多位加法器（3）加法器的应用四位全加器构成的二 进制加法器加数， 被加数分别存放在A， B两个变量寄存器，数 据可以来源于各种方 式或是上一级运算器 或是计算机的存储单 元，进行的是加法运 算还是减法运算则决 定于所送入A，B寄存 器本身的性质，由它 们是原码还是反码所 决定 (4)．集成加法器的应用1）加法器级联实现多位二进制数加法运算 图(a)所示74283是一种典型的集成加法器一片74283只 能进行4位二进制数的加法运算，将多片74283进行级联 ，就可扩展加法运算的位数2）用74283构成一位8421BCD码加法器 本单元学习指导 编码器、译码器、数据选择器、数据分配器加法 器、数值比较器等是常用的组合电路器件。

编码器主要是实现把一些数字、符号、文字等用 二进制代码表示的器件译码器相当于是编码器的逆 过程数据选择器、数据分配器主要用于数据的传送 ，从而实现数据点对点的传送和数据传送的并行-串 行的转换数值比较器由于其可以比较数值的大小从 而应用于一些判断电路加法器是CPU的核心器件， 可以完成加法和减法的运算 中规模集成电路大多数都设置了附加的控制端 （或称使能端、选通输入端、片选端、禁止端 等）这些控制端既可用于控制电路的状态（ 工作或禁止），又可作为输出信号的选通输入 端，还能用作输入信号的一个输入端以扩展电 路功能设计组合逻辑电路时应尽量选用集成电路 要掌握查集成电路参数的方法使用中规模集 成电路来实现组合逻辑电路时，方法与使用小 规模集成电路基本一样本单元学习指导 实验四 编码、译码和显示驱动电 路综合实验 一、实验目的 熟悉编码器、七段译码器、LED和数据选 择器等中规模集成电路的典型应用 二、实验仪器及器件 1．数字实验箱• 2．BCD码（9~4线）优先编码器74HC147 1块• 3．七段译码器74HC4511 1块• 4．共阴极LED 1块5．6反相器74LS04 2块6．2输入四或门74LS32 1块三、实验内容 1．BCD码编译码显示电路 右图所示是BCD码编码器 和七段译码显示电路的框图。

按框图意示的逻辑要求选用适 合的器件连接好（提示：其中 BCD编码器可选用9~4线优先 编码器74HC147，七段译码显 示可选用74HC4511构成的LED 显示电路选用各器件时要注 意级连间输入、输出的有效电 平要一致，否则就须加接反相 器） 2．想办法使两个显示器显示自 己的学号四、实验报告: 记录实验结果，画出显示自己学号的电路连接图 说明工作原理 五、想想做做 请用译码器设计一个控制电路，当输入为000 时，控制红色二极管亮，当输入为001时，控制绿 色发光二极管亮，当输入为010时，控制黄色发光 二极管亮，当输入为011时，控制继电器J1闭合， 当输入为100时，控制小电机旋转 本单元结束返回本单元目录退出。