编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计第9章 编译码显示电路的设计9.1 9.1 编码器编码器 9.2 9.2 译码器译码器 9.3 9.3 加法器加法器9.4 9.4 数据选择器数据选择器 9.5 9.5 编译码显示电路的设计的设计编译码显示电路的设计的设计 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计一、掌握与非门结构基本一、掌握与非门结构基本RSRS触发器的电路、触发器的电路、 逻辑功能和工作特点。逻辑功能和工作特点。 二、熟练掌握二、熟练掌握 RS RS 触发器、触发器、D D 触发器、触发器、JK JK 触触 发器、发器、T T触发器的逻辑功能及其描述方法。触发器的逻辑功能及其描述方法。 三、掌握智力抢答器电路的组成及工作原理三、掌握智力抢答器电路的组成及工作原理 。本章教学目标编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代 码以固定的含义。能够实现编码功能的逻辑 部件称为编码器。 1、二进制编码器将一系列信号状态编制成二进制代码的逻辑部 件称为二进制编码器。9.1 编码器一般而言，N个不同的信号，至少需要n位二进制数编码。N和n之间满足下列关系:2nN 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计解 用或门组成三位二进制编码器例1（1）三位二进进制编码编码 器即为为8线线-3线编码线编码 器，有八个 输输入端，设为设为 I0I7，与之对应对应 的输输出设为设为 F2、F1、F0 ，共三位二进进制数。列出其真值值表，信号高电电平有效。 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计真值表 （2）根据真值值表写出表达式并进进行化简简。（3）根据表达式画出逻辑图 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计9.1.2 二-十进制编码器 将十个状态（对应于十进制的十个代码 ）编制成BCD码。十个输入需要几位输出 ？四位输入：I0 I9。输出：F3 F0编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计状态表输输入输输出0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计逻辑表达式由功能表可得出与或表达式，若要求用与非门实 现，则需转换成与非式，其方法是对与或式两次 取反，即有：编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计逻辑图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计9.1.3 优先编码器允许同时输入两个以上信号，并按优先级输出。（1）优先编码器74LS148 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计74LS148电路图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计74LS148功能表编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计各信号介绍控制信号为为使能输输入端，当 时时，电电路允许许 编码编码 ；当 时时，电电路禁止编码编码 ，输输出 均为为高电电平，称为为封锁锁状态态。和 为为使能输输出端和优优先标标志输输出端， 主要用于级联级联 和扩扩展，两者配合使用。当 ， 时时，标标志可编码编码 ，但输输入信号处处于 无效状态态，无码码可编编；当 ， ， 标标志允许编码许编码 ，并且正在编码编码 ；当 时时，标标志禁止编码编码 。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计各信号介绍输输入信号端为为信号输输入端，低电电平有效，以 优优先级别级别 最高，并依次降低。输输出信号端为为信号输输出端，三位二进进制输输出是 以反码码形式对输对输 入信号的编码编码 ，或者称为为 低电电平有效。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计优先编码器应用级 联0允许 编码输入有效信号，开始编码无有效信号输入101禁止 编码输出均为1输出为高位片状态100允许 编码F3做 第四 输出编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 9.2 译码器 译码是编码的逆过程，将某个二进制代 码翻译成电路的某种状态，即将输入代码转 换成特定的输出信号。 1、二进制译码器 将n种输入的组合译成2n种电路状态。 也叫n-2n线译码器。译码器的输入：一组二进制代码译码器的输出：一组高低电平信号编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计2线-4线译码器 输入输出1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计2线-4线译码器逻辑图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计二进制集成译码器74LS138 n 74LS138 3线线8线线全译码译码 器，按照三位输输入码码和使能输输入条件， 从8个输输出端中译译出一个低电电平输输出，可用于高性能的存 储译码储译码 或要求传输传输 延迟时间迟时间 短的数据传输传输 系统统。 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计74LS138电路图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计74LS138功能表 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计74LS138逻辑输出三个变量全部最小 项译码输出，称为最小项译码器编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计9.2.2 二-十进制译码器编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 74LS42功能表编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计9.2.4 译码器的应用1）译码器的扩展：用两片74LS138扩展为4线16线译码器111都不工作00G1G2AG2B=100 输输出Y0Y7(00000111) G1G2AG2B=000 禁止工作 1G1G2AG2B=110 禁止工作 G1G2AG2B=100 输输出Y8Y15(10001111) 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计例2）实现组合逻辑电路试用译码器和门电路实现逻辑函数：解：将逻辑函数转换成最小项表达式，再转换成与非与非形式。=m3+m5+m6+m7= 用一片74LS138加一个与非门就可实现该逻辑函数。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计常用的数字显示器有多种类型，按显示方式分，有 点阵式、分段式等。按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管 (LED)显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放 电管显示器等。 1七段数字显示器原理9.2.3 显示译码器 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计显示译码器编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 9.4 数据选择器 1、 数据选择器的基本概念及工作原理 数据选择器根据地址选择码从多路输入数 据中选择一路，送到输出。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计4选1数据选择器功能表根据功能表，可写出输出逻辑表达式：编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计4选1数据选择器逻辑图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计2、集成数据选择器集成数据选择器74LS151（8选1数据选择器）编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计8选1数据选择器功能表编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计数据选择器应用 （1）功能扩展1被选通1被禁止编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计（2）实现组合逻辑函数 例 试用8选1数据选择器74LS151实现逻辑函数：解：将逻辑函数转换成 最小项表达式：=m3+m5+m6+m7画出连线图。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计本章小结 1组合逻辑电路的特点。 2组合逻辑电路的分析步骤为：逐级写出各 输出端的逻辑表达式化简和变换逻辑表 达式列出真值表确定功能。 3组合逻辑电路的设计步骤为：首先进行逻 辑抽象，并根据设计要求列出真值表写 出逻辑表达式(或填写卡诺图)逻辑化简和 变换画出逻辑图。 4常用的中规模组合逻辑器件包括编码器、 译码器、加法器、数据选择器等。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 组组合逻辑电逻辑电 路在电电路结结构上的特 点 单纯单纯 由各类逻辑门电类逻辑门电 路组组成，逻辑电逻辑电 路 中不含存储储元件； 逻辑电逻辑电 路的输输入和输输出之间间无反馈馈通路 。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计9.5 9.5 编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 设计要求设计要求 （1）采用数码管显示。 （2）具有优先编码器进行编码处理。 （3）具有译码器进行译码处理。 （4）能正确显示优先者信息。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计2.电路原理图编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计3整机电路安装调试 无论共阴极、共阳极七段显示电路，都需要加限流电 阻，否则通电后就把七段译码管烧坏了。限流电阻的 选取是：5V电源电压减去发光二极管的工作电压除以 1015mA的数即限流电阻的取值范围。发光二极管的 工作电压一般在1.82.2V，为计算方便，通常选2V即 可。发光二极管的工作电流选取在1020mA，电流选 小了，七段数码管不太亮；选大了，工作时间长了发 光管易烧坏。对于大功率七段数码管可根据实际情况 来选取限流电阻及电阻的瓦数，在这里可选用1k。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计3整机电路安装调试 （1）10线-4线优先编码器74LS147调试。 将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱 相应位置，并固定好，找一个16脚的插座 插上芯片74LS147，并在16脚插座的第8脚 接上实验箱的地（GND），第16脚接上电 源（VCC）。8个输入端I0I7接拨位开关 （逻辑电平输出），输出端接发光二极管 进行显示（逻辑电平显示），其他功能引 脚的接法参见相关资料。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计3整机电路安装调试 （2）译码显示器调试。将数字逻辑电路实验箱扩 展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个16脚 的插座插上芯片74LS48，并在16脚插座的第8脚接 上实验箱的地（GND），第16脚接上电源（VCC） 。可首先进行试灯输入和灭灯输入测试。为了检查 数码显示器的好坏，使LT=0，其余为任意状态，这 时数码管各段全部点亮，否则数码管是坏的。再用 一根导线将接地，这时如果数码管全灭，说明译码 显示是好的。使LT=1，接一个发光二极管，在为1 和0的情况下，使数码开关的输出为0000，观察灭 零功能。编译码显示电路的设计编译码显示电路的设计 安装 先安装调试编码部分，然后安装译码显示部分， 最后将两部分安装完后可连接起来进行调试。因 为编码部分没有安装好，译码部分就没法得出正 确的译码，最后也没