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1、实验7 译码器、编码器、数码管 一、实验目的 1、掌握中规模集成译码器、编码器的逻辑功能和使用方法 2、熟悉数码管的使用 二、实验原理 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。 以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图1(a)、(b)分别为其 逻辑图及引脚排列。 其中 A2 、A1 、A0 为地址输入端，～为译码输出端，S
2、1、、为使能端。 表1为74LS138功能表 当S1＝1，＋＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。当S1＝0，＋ ＝X时，或 S1＝X，＋＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。 (a) (b) 图1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列 表1 输 入 输 出 S1 + A2 A1 A0 1
3、0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
4、1 1 0 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 × 1 × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图2所示。若在S1输入端输入数据信息，＝＝0，地址码所对应的输出是S1数据信息的反码；若从端输入数据信息，令S1＝1、＝0，地址码所对应的输出就是端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。 根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译
5、码器。接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。 二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图3所示，实现的逻辑函数是 Z＝＋ABC 图6－2 作数据分配器 图6－3 实现逻辑函数 利用使能端能方便地将两个 3/8译码器组合成一个4/16译码器，如图4所示。 图6－4 用两片74LS138组合成4/16译码器 2、编码器 编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。编码操作就是将具体的事物或
6、状态表示成所需代码的过程。按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要分成二类：普通编码器和优先编码器。 普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。包括： a．二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。 b．二一十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD码， 优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成混乱。为解决这一问题，需采用优先编码器。如8线—3线集成二进制优先编码器74LS148本次实验以74LS148为主要对象,其管脚如下图所示, 该编码器有8个个信号输入端,3个二进制码输出端,一个输入使能端EI , 一个输出使能端EO,
7、和优先编码工作状态标志端GS。 当EI=1时，不论8个输入端为何种状态；3个输出端都是高电平，优先编码工作状态标志端GS=1。编码器处于非工作状态。 当EI=0时，编码器工作；输入端至少有一个编码请求信号时（逻辑0），优先编码器工作状态标志为GS=0；表示编码器处于工作状态，否则，GS=1 ，表示非工作状态。 管脚10; 管脚11; 管脚12; 管脚13; 管脚1; 管脚2; 管脚3; 管脚4; 管脚5分别表示输入端的I0、 I1 、I2 、I3、 I4 、I5、 I6、 I7 、 EI； 管脚9；管脚7；管脚6 ；管脚14；管脚15，表示输出端A0、 A1、 A2 、GS、E0
8、 16脚 +5V电源; 8脚 GND接地; 74LS148 功能表 输 入 (K) 输 出 E1 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS EO 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × 1 × × × × × × × 0 × 1 × × × × × × 0 1 × 1 × × × × × 0 1 1 × 1 × × × × 0 1 1 1 × 1 × × × 0 1 1
9、 1 1 × 1 × × 0 1 1 1 1 1 × 1 × 0 1 1 1 1 1 1 × 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 3、数码显示译码器 a、七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管
10、是目前最常用的数字显示器，图5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。 一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。 (a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）
11、 (c) 符号及引脚功能 图 6－5 LED数码管 b、BCD码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。 图6－6为CC4511引脚排列 图6 CC4511引脚排列 其中 A、B、C、D — BCD码输入端 a、b、c、d、e、f、g — 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴
12、极LED数码管。 — 测试输入端，＝“0”时，译码输出全为“1” — 消隐输入端，＝“0”时，译码输出全为“0” LE — 锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。 表2为CC4511功能表。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与 数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。 表2 输 入 输 出 LE D C B A a b c d e f g 显示字形 ×
13、 × 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 1 × 0 1 × × × × 0 0 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0
14、 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 1 0 1 1 0 0
15、 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐 1 1 1 × × × × 锁 存 锁存 在本数字电路实验装置上已完成了译码器CC4511和数码管BS202之间的连接。实验时，只要接通+5V电源和将十进制数的B
16、CD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0～9的数字。四位数码管可接受四组BCD码输入。CC4511与LED数码管的连接如图7所示。 图7 CC4511驱动一位LED数码管 三、实验设备与器件 1、＋5V直流电源 2、双踪示波器 3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关 5、逻辑电平显示器 6、拨码开关组 8、译码显示器 9、 74LS138 CC4511 四、实验内容 1、数据拨码开关的使用。 将实验装置上的四组拨码开
17、关的输出Ai、Bi、Ci、Di分别接至4组显示译码／驱动器CC4511的对应输入口，LE、、接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V显示器的电源，然后按功能表6－2输入的要求揿动四个数码的增减键（“＋”与“－”键）和操作与LE、 、对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与LED数码管显示的对应数字是否一致，及译码显示是否正常。 输 入 输 出 D C B A a b c d e f g 显示字形 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
18、 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 2、74LS138译码器逻辑功能测试
19、 将译码器使能端S1、、及地址端A2、A1、A0 分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表1逐项测试74LS138的逻辑功能。 输入 输 出 S1 + A2 A1 A0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0
20、 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 × 1 × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 3、编码器逻辑功能测试 8线—3线集成二进制优先编码器74LS148 8 / 3线编码器
21、功能表 输 入 (K) 输 出 E1 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS EO 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × 1 × × × × × × × 0 × 1 × × × × × × 0 1 × 1 × × × × × 0 1 1 × 1 × × × × 0 1 1 1 × 1 × × × 0 1 1 1 1 × 1 × × 0 1 1 1 1 1 × 1 × 0 1 1 1 1 1 1 × 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 五、实验预习要求 1、复习有关译码器和编码器的原理。 2、根据实验任务，预习的实验内容及记录表格。 六、实验报告 对实验结果进行分析、讨论。 9
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