數字電路編碼器、譯碼器使用實驗報告(病房優先呼叫器設計)

ID:442984 · 發表于 2018-12-10 08:19

一、實驗目的

1.熟悉編碼器、譯碼器的工作原理和使用方法。

2.掌握中規模集成編碼器、譯碼器的邏輯功能及應用。

3.掌握編碼器的設計方法及應用。

4.熟悉數碼管的工作原理及使用方法。

二、實驗儀器及器件

序號	儀器或器件名稱	型號或規格	數量
1	邏輯實驗箱	SBL型	1
2	雙蹤示波器	CS-4125、DS1022	1
3	指針式萬用表	500HA型	1
4	8線-3線編碼器	74LS148	1
5	3線－8線譯碼器	74LS138	1
6	七段譯碼驅動器	74LS48BCD	1
7	4輸入二與非門	74LS20	1
8	3輸入三與非門	74LS10	1
9	PC機和仿真軟件	Multisim仿真軟件	1

三、實驗原理

在數字系統中，編碼器和譯碼器都是常用的組合邏輯電路。編碼器其功能就是實現編碼操作的電路，即將輸入的高、低電平信號編成一個對應的二進制代碼。按照被編碼信號的不同特點和要求，編碼器也可以分為二進制編碼器、二—十進制編碼器和優先編碼器。譯碼器是編碼的逆過程，其功能是將每個輸入的代碼進行“翻譯”，譯成對應的輸出高、低電平信號。按用途分類可以分為變量譯碼器、碼制變換譯碼器和顯示譯碼器。

（一）編碼器

由門電路來設計一個編碼器。例如設計一個4線－2線編碼器。

第一步，根據題意列真值表如表2.3.1所示。

表2.3.1 4線-2線編碼器真值表

第二步,由真值表寫出邏輯表達式。

第三步，畫出邏輯圖。

最后把函數變換為與非門和非門形式的表達式，

得到4線－2線編碼器的電路如圖2.3.1所示。

典型集成芯片74LS148是8線－3線優先編碼器，其管腳圖如圖2.3.2所示。

圖2.3.1 4線-2線編碼器電路圖圖2.3.2 74LS148管腳圖

表2.3.2 8線-3線優先編碼器的真值表

輸入端									輸出端

1	×	×	×	×	×	×	×	×	1	1	1	1	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1
0	×	×	×	×	×	×	×	0	0	0	0	1	0
0	×	×	×	×	×	×	0	1	0	0	1	1	0
0	×	×	×	×	×	0	1	1	0	1	0	1	0
0	×	×	×	×	0	1	1	1	0	1	1	1	0
0	×	×	×	0	1	1	1	1	1	0	0	1	0
0	×	×	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1	0
0	×	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	0
0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

（二）譯碼器

譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的作用是對輸入代碼進行“翻譯”，使輸出通道中相應的一路或多路有信號輸出。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)。一般有以下幾類：1）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；2）碼制變換器，用于一個數據的不同代碼之間的相互轉換，如BCD碼二－十進制譯碼器、格雷碼與二進制碼之間的轉換的譯碼器等；3）顯示譯碼器，是用來驅動各種數字、文字或符號的顯示器，如共陰極BCD-七段顯示譯碼器和共陽極BCD-七段顯示譯碼器等。常見的有2線-4線譯碼器、3線-8線譯碼器和4線-16線譯碼器等。圖2.3.3、圖2.3.4所示分別是3線-8線譯碼器74LS138的管腳圖和邏輯符號。

圖2.3.3 74LS138譯碼器管腳圖圖2.3.4 74LS138邏輯符號

譯碼器典型應用之一是實現組合邏輯電路。例如用3線－8線譯碼器74LS138和門電路設計1位二進制全減器電路。輸入為被減數、減數和來自低位的借位，輸出為兩數之差D和本位向高位的借位信號CO。

分析題意可得真值表，如表2.3.3所示，從真值表可以得到D和CO的表達式：

由此可見用3線－8線譯碼器可以實現上述電路，如圖2.3.5所示，從上例中可以看出3線－8線譯碼器可以實現多輸出函數。

表2.3.3 全減器真值表

圖2.3.5 74LS138實現全減器電路

四、實驗內容

（一）基礎實驗部分

1. 測試8線－3線優先編碼器74LS148的邏輯功能。

表2.3.5 8線-3線優先編碼器的真值表

輸入端									輸出端

1	×	×	×	×	×	×	×	×	1	1	1	1	1
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1
0	×	×	×	×	×	×	×	0	0	0	0	1	0
0	×	×	×	×	×	×	0	1	0	0	1	1	0
0	×	×	×	×	×	0	1	1	0	1	0	1	0
0	×	×	×	×	0	1	1	1	0	1	1	1	0
0	×	×	×	0	1	1	1	1	1	0	0	1	0
0	×	×	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1	0
0	×	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	0
0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0