編碼器+三態(tài)門(mén)chenyu

1、Class exercisen1、一把密碼鎖有三個(gè)按一把密碼鎖有三個(gè)按鍵鍵,分別為分別為X，Y，Z。當(dāng)三個(gè)鍵都不按下時(shí)，當(dāng)三個(gè)鍵都不按下時(shí)，鎖不開(kāi)，也不報(bào)警；鎖不開(kāi)，也不報(bào)警；當(dāng)只有一個(gè)鍵按下時(shí)，當(dāng)只有一個(gè)鍵按下時(shí)，鎖打不開(kāi)，但發(fā)出警報(bào)鎖打不開(kāi)，但發(fā)出警報(bào)信號(hào)；信號(hào)；當(dāng)有兩個(gè)鍵同當(dāng)有兩個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)，鎖打開(kāi)，也時(shí)按下時(shí)，鎖打開(kāi)，也不報(bào)警；不報(bào)警；當(dāng)三個(gè)鍵同當(dāng)三個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)，鎖被打開(kāi)，時(shí)按下時(shí)，鎖被打開(kāi)，但要報(bào)警。但要報(bào)警。n試設(shè)計(jì)此邏輯電路，試設(shè)計(jì)此邏輯電路，要求用要求用3線(xiàn)線(xiàn)-8線(xiàn)線(xiàn) 譯碼譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。G1G2A-LG2B-LBCAY0_LY1_LY7_LY2_LY3

2、_LY4_LY5_LY6_L低位低位高位高位Yi = EN miG1G2A_LG2B_LENYi_L = Yi = ( EN mi )EN = G1 G2A G2B = G1 G2A_L G2B_L Y0_LY1_LY7_LY2_LY3_LY4_LY5_LY6_LENZYXABCG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774x138+5VFAnswer key for exercise 1Answer key for exercise 2Example 1Answer key for example 1Review of Last Class Decodern74X138n74X139n

3、Cascading Binary DecodersnBCD DecodernSeven-Segment DecodersG1G2A-LG2B-LBCAY0_LY1_LY7_LY2_LY3_LY4_LY5_LY6_L低位低位高位高位Yi = EN miYi_L = Yi = ( EN mi )The 74x138 3-to-8 Decoder 74x139 The 74x139 Dual 2-to-4 DecoderN0N1N2N3EN_L+5VD0_LD7_LD8_LD15_L思路：思路： 1616個(gè)輸出需要個(gè)輸出需要 2 2片片74x13874x138？Y0Y7ABCG1G2AG2BY0Y7

4、ABCG1G2AG2BU1U2任何時(shí)刻只有一片任何時(shí)刻只有一片在工作。在工作。 4 4個(gè)輸入中，個(gè)輸入中，N3N3位控制片選位控制片選N2N1N0N2N1N0位控制輸入位控制輸入design the 4-to-16 decoder二二- -十十進(jìn)進(jìn)制制譯譯碼碼器器0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1

5、 11 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1I3 I2 I1 I00123456789Y0_L Y9_L偽偽碼碼任任 意意 項(xiàng)項(xiàng)BCD Decod

6、erSeven-Segment Decodersabcdefg dp公共陰極公共陰極abcdefgd pNormally use ( (常用的有常用的有) )：Light-Emitting Diodes（LED, ,半導(dǎo)體數(shù)碼管半導(dǎo)體數(shù)碼管）Liquid-Crystal Display（LCD, ,液晶數(shù)碼管液晶數(shù)碼管）abcdefg dp公共陽(yáng)極公共陽(yáng)極七七段段顯顯示示譯譯碼碼器器的的真真值值表表0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 1

7、1 1 1 01 1 1 11 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0A3 A2 A1 A0a b c d e f g01234567891011121314156.5 Encoder ENCODER (P408)nIf th

8、e devices output code has fewer bits than the input code, the device is usually called an encoder. nProbably the simplest encoder to build is a 2n-to-n or binary encoder. encoder（編碼器）（編碼器）Binary encoder Y0Y1Y2I0I1I71 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10

9、 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoder2ninputsnoutputsencoder （編碼器）（編碼器）Y0 = I1 + I3 + I5 + I7Y1 = I2 + I3 + I6 + I7Y2 = I4 + I5 + I6 + I7前提：任何時(shí)刻只有前提：任何時(shí)刻只有 一個(gè)輸入端有效。一個(gè)輸入端有效。1 0 0 0

10、 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoderBinary encoder Y0Y1Y2I0I1I72ninputsnoutputsencoder （編碼器）（編碼器）Y0

11、= I1 + I3 + I5 + I7Y1 = I2 + I3 + I6 + I7Y2 = I4 + I5 + I6 + I7前提：任何時(shí)刻只有前提：任何時(shí)刻只有 一個(gè)輸入端有效。一個(gè)輸入端有效。Trouble:When more than One Inputs are asserted?優(yōu)先級(jí)（優(yōu)先級(jí)（prioritypriority）1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0

12、0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoderIf multiple requests can be made simultaneously , how can the encoding device decide which? nThe solution is to assign priority to the input lines, so that when multiple requests are asse

13、rted, the encoding device produces the number of the highest-priority requestor. Such a device is called a priority encoder. (P408)6.5.1 Priority Encoders (P410 ) (優(yōu)先編碼器)A2A1A0IDLEI7I6I5I4I3I2I1I0將將 I0I7 轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為 H0H7，保證其中，任何時(shí)刻只有一個(gè)有效保證其中，任何時(shí)刻只有一個(gè)有效H7 = I7H6 = I6 I7H5 = I5 I6 I7H0 = I0 I1 I2 I6 I7A2 =

14、H4 + H5 + H6 + H7A1 = H2 + H3 + H6 + H7A0 = H1 + H3 + H5 + H7Highest-Priority數(shù)大優(yōu)先數(shù)大優(yōu)先 如果沒(méi)有輸入有效，則如果沒(méi)有輸入有效，則 IDLE 為為1 IDLE = I1 I2 I6 I7Logic symbol for a generic 8-input priority encoder. 6.5.2 The 74x148 Priority Encoder (P411)nThe 74x148 is a commercially available, MSI 8-input priority encoder. EI

15、-LI7-LI6-LI5-LI4-LI3-LI2-LI1-LI0-LA2-LA1-LA0-LGS-LEO-Lits inputs and outputs are active low. inputsoutputsEnable output使能輸出，用于級(jí)聯(lián)使能輸出，用于級(jí)聯(lián)EOGroup Select(選通輸出選通輸出)GSEI_L有效有效沒(méi)有輸入請(qǐng)求沒(méi)有輸入請(qǐng)求EO_L有效有效Enable Inputs使能輸入使能輸入EI-LEI_L有效有效有輸入請(qǐng)求有輸入請(qǐng)求GS_L有效有效P411P411The EO_L signal is an enable output designed to be

16、 connected tothe EI_L input of another 148 that handles lower-priority requests. (P412)lower-priority 148Higher-priority 148Two 74x148 cascaded to handle 16 requests.Q15_LQ8_LQ7_LQ0_LY3Y2Y1Y0GSQ15-L.QO-LY3Y2 Y1 Y00 XX.X11111.00000A2A1A0GSEOEII7I0A2A1A0GSEOEII7I0Q15_LQ8_LQ7_LQ0_LY0Y1Y2Y3GSTwo 74x148

17、cascaded to handle 16 requests.Two 74x148 cascaded to handle 16 requests.級(jí)聯(lián)為級(jí)聯(lián)為164優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器n輸入：由864，需8片74x148n每片優(yōu)先級(jí)不同（怎樣實(shí)現(xiàn)？） 保證高位無(wú)輸入請(qǐng)求時(shí)，次高位才工作 高位芯片的EO-L端接次高位芯片的EI-L端用用8-38-3優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器74x14874x148級(jí)聯(lián)為級(jí)聯(lián)為64-664-6優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器A2A1A0GSEOEII7I0片間優(yōu)先級(jí)的編碼片間優(yōu)先級(jí)的編碼 利用第利用第9 9片片74x14874x148 每片的每片的GSGS端接到第端接到第9 9片的

18、輸入端片的輸入端 第第9 9片的輸出作為高片的輸出作為高3 3位（位（RA5RA5RA3RA3）片內(nèi)優(yōu)先級(jí)片內(nèi)優(yōu)先級(jí)片間優(yōu)先級(jí)片間優(yōu)先級(jí) 輸出：輸出：6 6位位低低3 3位位高高3 3位位8 8片輸出片輸出A2A2A0A0通過(guò)或門(mén)作為通過(guò)或門(mén)作為最終輸出的低最終輸出的低3 3位位RA2RA2RA0RA0(P413)分析判定優(yōu)先級(jí)電路：（利用分析判定優(yōu)先級(jí)電路：（利用74x148 74x148 ） 8個(gè)個(gè)_電平有效輸入電平有效輸入I0_LI7_L，_的優(yōu)先級(jí)最高的優(yōu)先級(jí)最高 地址輸出地址輸出A2A0，_電平有效電平有效 若輸出若輸出AVALID高電平有效，則表示高電平有效，則表示_A2A1A0G

19、SEOEI74x148I7I0I0_LI7_LA2A1A0AVALID低低I0_L至少有一個(gè)輸入有效至少有一個(gè)輸入有效高高設(shè)計(jì)判定優(yōu)先級(jí)電路：設(shè)計(jì)判定優(yōu)先級(jí)電路：（利用（利用74x148 74x148 ） 8個(gè)輸入個(gè)輸入I0I7高電平有效，高電平有效，I7優(yōu)先級(jí)最高優(yōu)先級(jí)最高 地址輸出地址輸出A2A0，高電平有效，高電平有效 如果沒(méi)有輸入有效，如果沒(méi)有輸入有效， A2A0為為000且輸出且輸出IDLE=1有效有效I7I0A2A1A0IDLEA2A1A0GSEOEII7I074x148Example for 74XX148n利用優(yōu)先編碼器（Priority Encoder）74x148構(gòu)成842

20、1 BCD碼編碼器(BCD Encoder)。n【解答】 當(dāng)輸入為D8_L或D9_L時(shí)，需要另外添加電路實(shí)現(xiàn)編碼，由于D8_L的BCD編碼為0111，D9_L的BCD編碼為0110，而D0_L D7_L的編碼最高位(MSB)都為1，因此BCD碼編碼器的最高位(MSB)輸出為。 當(dāng)74x148優(yōu)先編碼器的編碼使能端(Encoder Enable)EI_L=1時(shí)，編碼器不工作，編碼輸出端Y2_L、Y1_L和Y0_L都為1，因此令，用優(yōu)先編碼器74x148和門(mén)電路，可以構(gòu)成BCD碼編碼器，如圖所示。Z _L1 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 EX Y2 Y1 Y0 EO 74x148

21、 E I Z _L2 Z _L4 Z _L8 D _L9 D _L8 D _L7 D _L6 D _L5 D _L4 D _L3 D _L2 D _L1 D _L0 6.6 Three-State Devices (三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器)6.6 Three-State Devices (三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器) (P418)The most basic three-state device is a three-state buffer, often called a three-state driver. The extra signal at the top of the symbol is

22、 a three-state enable input, which may be active high or active low ,When the enable input is asserted, the device behaves like an ordinary buffer or inverter. When the enable input is negated, the device output “floats”; that is, it goes to a highimpedance (Hi-Z), disconnected state and functionall

23、y behaves as if it werent even there.6.6 Three-State Devices (三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器) (P418)n三態(tài)緩沖器（三態(tài)驅(qū)動(dòng)器）74x12574x125：低電平使能，輸出不反相：低電平使能，輸出不反相74x12674x126：高電平使能，輸出不反相：高電平使能，輸出不反相獨(dú)立使能獨(dú)立使能74x54174x541：兩個(gè)公共使能端，低電平使能，：兩個(gè)公共使能端，低電平使能， 施密特觸發(fā)輸入，輸出不反相（施密特觸發(fā)輸入，輸出不反相（P272P272圖圖5-575-57） 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)SSISSI和和MSIMSI三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器nTypical three-state devices are designed so that they go into the Hi-Z state faster than they come out of the Hi-Z state. 典型的三態(tài)器件，進(jìn)入高阻態(tài)比離開(kāi)高阻態(tài)快典型的三態(tài)器件，進(jìn)入高阻態(tài)比離開(kāi)高阻態(tài)快!EN1EN2_LEN3_LSSRC0SSRC1SSRC2ABCG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774x138P0P1P7SDATAA