首頁 > 電子基礎(chǔ) > 數(shù)字電路
 
 
譯碼器原理及常用譯碼器簡介
--------------------------------------------------------------------------------
 
 
 
譯碼器原理及常用譯碼器簡介一. 譯碼器
    譯碼器的功能是對具有特定含義的輸入代碼進行"翻譯"，將其轉(zhuǎn)換成相應的輸出信號。
    譯碼器的種類很多，常見的有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和數(shù)字顯示譯碼器。
    1．二進制譯碼器
    (1) 定義
    二進制譯碼器:能將n個輸入變量變換成2n個輸出函數(shù)，且輸出函數(shù)與輸入變量構(gòu)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
      ●　二進制譯碼器一般具有n個輸入端、2n個輸出端和一個(或多個)使能輸入端。
      ●　在使能輸入端為有效電平時，對應每一組輸入代碼，僅一個輸出端為有效電平，其余輸出端為無效電平(與有效電平相反)。
      ●　有效電平可以是高電平(稱為高電平譯碼)，也可以是低電平(稱為低電平譯碼)。
    (3) 典型芯片
    常見的MSI二進制譯碼器有2-4線(2輸入4輸出)譯碼器、3-8線(3輸入8輸出)譯碼器和4-16線(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，無論A2、A1和A0取何值，輸出Y0 、…、Y7中有且僅有一個為0(低電平有效)，其余都是1。��
    2 .二-十進制譯碼器
    二-十進制譯碼器的功能:將4位BCD碼的10組代碼翻譯成10個十進制數(shù)字符號對應的輸出信號。
    例如，常用芯片T331是一個將8421碼轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)字的譯碼器，其輸入A3～A0為8421碼，輸出Y0～Y9分別代表十進制數(shù)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(xiàn)的6個非法碼(1010～1111)，譯碼器輸出端Y0～Y9均無低電平信號產(chǎn)生，即譯碼器對這6個非法碼拒絕翻譯。這種譯碼器的優(yōu)點是當輸入端出現(xiàn)非法碼時，電路不會產(chǎn)生錯誤譯碼。（該譯碼器的邏輯電路圖和真值表見教材中有關(guān)部分）��
    3. 數(shù)字顯示譯碼器
    數(shù)字顯示譯碼器是不同于上述譯碼器的另一種譯碼器。在數(shù)字系統(tǒng)中，通常需要將數(shù)字量直觀地顯示出來，一方面供人們直接讀取處理結(jié)果，另一方面用以*數(shù)字系統(tǒng)工作情況。 因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設備不可缺少的部分。
    數(shù)字顯示譯碼器是驅(qū)動顯示器件(如熒光數(shù)碼管、液晶數(shù)碼管等)的核心部件，它可以將輸入代碼轉(zhuǎn)換成相應數(shù)字，并在數(shù)碼管上顯示出來。
    常用的數(shù)碼管由七段或八段構(gòu)成字形，與其相對應的有七段數(shù)字顯示譯碼器和八段數(shù)字顯示譯碼器。例如，中規(guī)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，對應字段點亮；輸出為1時對應字段熄滅。該譯碼器能夠驅(qū)動七段顯示器顯示0～15共16個數(shù)字的字形。輸入A3、A2、A1和A0接收4位二進制碼，輸出Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qf和Qg分別驅(qū)動七段顯示器的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與0～15共16個數(shù)字的對應關(guān)系。��
 

  圖7.8 七段譯碼顯示原理及筆畫與數(shù)字關(guān)系
                          
    4．譯碼器應用舉例
    譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中的應用非常廣泛，它的典型用途是實現(xiàn)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，還可用譯碼器實現(xiàn)各種組合邏輯功能。下面 舉例說明在邏輯設計中的應用。
��
    例1 用3-8線譯碼器T4138和適當?shù)呐c非門實現(xiàn)全減器的功能。
    解 全減器:能實現(xiàn)對被減數(shù)、減數(shù)及來自相鄰低位的借位進行減法運算，產(chǎn)生相減得到的差及向高位借位的邏輯電路。
    令： 被減數(shù)用Ai表示、減數(shù)用Bi表示、來自低位的借位用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可寫出差數(shù)Di和借位Gi的邏輯表達式為
�И�                    
�И�                  
�И�                      
    用譯碼器T4138和與非門實現(xiàn)全減器功能時，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個變量的8個最小項的"非"。根據(jù)全減器的輸出函數(shù)表達式，將相應最小項的"非"送至與非門輸入端，便可實現(xiàn)全減器的功能。��
 

 
    例2 用譯碼器和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)
�И� �獸(A,B,C,D)=∑m(2,4,6,8,10,12,14)��
��
    解 給定的邏輯函數(shù)有4個邏輯變量，顯然可采用上例類似的方法用一個4-16線的譯碼器和與非門實現(xiàn)。 此外，也可以充分利用譯碼器的使能輸入端，用3-8線譯碼器實現(xiàn)4變量邏輯函數(shù)。
    用3-8線譯碼器實現(xiàn)4變量邏輯函數(shù)的方法：用譯碼器的一個使能端作為變量輸入端，將兩個3-8線譯碼器擴展成4-16線譯碼器。用兩片T4138實現(xiàn)給定函數(shù)時，可首先將給定函數(shù)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，片Ⅰ工作，片Ⅱ 禁止，由片Ⅰ產(chǎn)生m0～m7 ；當A=1時，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(shù)相關(guān)的項進行"與非"運算，即可實現(xiàn)給定函數(shù)F的功能。邏輯電路圖如圖7.10所示。 ��