译码器和编码器实验.doc

实验三 译码器和编码器

一实验目的
1.掌握译码器、编码器的工作原理和特点。
2.熟悉常用译码器、编码器的逻辑功能和它们的典型应用。

二、实验原理和电路
按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类称为时序逻辑电路。组合逻辑电路在任何时刻其输出的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号取值组合的电路。在这种电路中，输入信号作用以前电路所处的状态对输出信号无影响。通常，组合逻辑电路由门电路组成。
组合逻辑电路的分析方法：根据逻辑图进行二步工作：
a.根据逻辑图，逐级写出函数表达式。
b.进行化简：用公式法、图形法或真值表进行化简、归纳。
组合逻辑电路的设计方法：就是从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。一般分四步进行。
a.分析要求；将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。
b.列真值表。
c.进行化简：变量比较少时，用图形法。变量多时，可用公式化简。
d.画逻辑图：按函数要求画逻辑图。
进行前四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件——集成电路，进行实验论证。
值得注意的是，这些步骤并不是固定不变的程序，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。
1.译码器
译码器是组合电路的一部分，所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。译码器分成三类：
a.二进制译码器：如中规模2—4线译码器74LS139。，3—8线译码器74LS138等。
b.二—十进制译码器：实现各种代码之间的转换，如BCD码—十进制译码器74LS145等。
c.显示译码器：用来驱动各种数字显示器，如共阴数码管译码驱动74LS48，（74LS248），共阳数码管译码驱动74LS47（74LS247）等。
2.编码器
编码器也是组合电路的一部分。编码器就是实现编码操作的电路，编码实际上是译码相反的过程。按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也分成三类：
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—十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD码，如：10线十进制—4线BCD码编码器74LS147等。
c.优先编码器：如8—3线优先编码器74LS148等。
三、实验内容及步骤
1.译码器实验
（1）将二进制2-4线译码器74LS139，及二进制3-8译码器74LS138分别插入实验系统IC空插座中。
按图1.3.1接线，输入G、A、B信号（开关开为“1”、关为“0”），观察LED输出Yo、Y1、Y2、Y3的状态(亮为“1”，灭为“0”)，并将结果填入表1.3.1中。
表1.3.1 74LS139 2-4线译码器功能表
输 入
输 出
G
B
A
Yo
Y1
Y2
Y3
1
0
0
0
0
×
0
0
1
1
×
0
1
0
1
1
1
1
1

图1.3.1 74LS139 2-4线译码器实验线路
表1.3.2 74LS138 3-8线译码器功能表
输 入
输 出
使能
选择
YO Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
G1 G2=（G2A+G2B）
C B A
× 1
0 ×
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
× × ×
× × ×
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1

图1.3.2 74LS138 3-8线译码实验线路
按图1.3.2接线，使能信号G1，G2A，G2B满足表1.3.2条件时（开关开为“1”、关为“0”），译码器选通。输入G1、G2A、G2B、A、B、C信号（开关开为“1”、关为“0”），观察LED输出Yo～Y7(亮为“1”，灭为“0”)。
（2）将BCD码—十进制译码器74LS145插入实验箱中，按图1.3.3接线。其中BCD码是用XK系列实验系统的8421码拨码开关，输出“0～9”与发光二极管LED相连。按动拨码开关，观察输出LED是否和拨码开关所指示的十进制数字一致。
（3）将译码驱动器74LS48（或74LS248）和共阴极数码管LC5011-11（547R）插入实验箱空IC插座中，按图1.3.5接线。图1.3.4为共阴极数码管管脚排列图。
接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致( )。如实验箱中无8421码拨码开关，可用四位逻辑开关代替。

图1.3.3 BCD码—十进制译码器实验线路图 图1.3.4 共阴极数码管LC5011-11管脚排列图

图1.3.5译码显示实验图
2.编码器
（1）将10-4线（十进制-BCD码）优先编码器74LS147插入实验系统IC空插座中，按照图1.3.6接线，其中输入接9位逻辑0-1开关，输出QD、QC、QB、QA接4个LED发光二极管。
接通电源，按表1.3.3输入各逻辑电平（开关开为“1”、关为“0”），观察输出结果并填入表1.3.3中(亮为“1”，灭为“0”)。
（2）将8-3线八进制优先编码器按上述同样方法进行实验论证。其接线图如图1.3.7所示。功能表见表1.3.4。

表1.3.3 十进制/BCD码编码器功能表
输入
输出
1 2 3 4 5 6 7 8 9
QD QC QB QA
1 1 1 1 1 1 1 1 1
× × × × × × × × 0
× × × × × × × 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
图1.3.6 10-4线编码器实验接线图
×：状态随意
表1.3.4 8/3线优先编码器功能表
输入
输出
E1
0 1 2 3 4 5 6 7
QC QB QA
EO GS
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
× × × × × × × ×
1 1 1 1 1 1 1 1
× × × × × × × 0
× × × × × × 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
1 1 1
1 1
图1.3.7 8-3线编码器实验接线图 ×：状态随意

四、实验器材
1.XK系列数字电子技术实验系统 1台
2.直流稳压电源 1台
3.集成电路：74LS138 2片
74LS147、74LS148、74LS248、74LS139、74LS145 各1片
4.显示器LC5011-11 1片

五、预习要求
1.复习译码器、编码器的工作原理和设计方法。
2.熟悉实验中所用译码器、编码器集成电路的管脚排列和逻辑功能。
3.画好实验用逻辑状态表。

六、实验报告要求
1.整理实验线路图和实验数据、表格。
2.总结用集成电路进行各种扩展电路的方法。
3.比较用门电路组成组合电路和应用专门集成电路各有什么优缺点。