4線-16線 譯碼器的設(shè)計

...wd......wd......wd...4線-16線譯碼器的設(shè)計摘要譯碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件，其可以分為：變量譯碼和顯示譯碼兩類。變量譯碼一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，一般分為2的n次方譯碼和8421BCD碼譯碼兩類。顯示譯碼主要解決二進制數(shù)顯示成對應(yīng)的十、或十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換功能，一般其可分為驅(qū)動LED和驅(qū)動LCD兩類。譯碼是編碼的逆過程，在編碼時，每一種二進制代碼，都賦予了特定的含義，即都表示了一個確定的信號或者對象。把代碼狀態(tài)的特定含義“翻譯〞出來的過程叫做譯碼，實現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器?；蛘哒f，譯碼器是可以將輸入二進制代碼的狀態(tài)翻譯成輸出信號，以表示其原來含義的電路。根據(jù)需要，輸出信號可以是脈沖，也可以是高電平或者低電平。譯碼器主要在通信系統(tǒng)學(xué)科中學(xué)到，生活中有很多信息通信的例子，包含各種編碼算法。譯碼器的開發(fā)和利用給我們的生產(chǎn)生活帶來了很大程度的提高。所以我們對譯碼器的研究是很有必要的。本次設(shè)計一個是由譯碼器變換的4線-16線譯碼器。關(guān)鍵詞：譯碼器組合邏輯電路編碼目錄第一章緒論………………6第二種電路設(shè)計及工作原理……………72.1電路整體設(shè)計方框圖……………72.2工作原理…………7第三章元器件選擇……103.174LS1384線-16線譯碼器……103.2輸入端………….133.3輸出端………….13第四章電路連接及測試……………….144.1實驗準備過程………………….144.2電路組裝……….144.3電路調(diào)試……….17緒論譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)的解碼、分配、尋址和控制等各方面。譯碼器可分為通用譯碼器和現(xiàn)實譯碼器兩大類。通用譯碼器又分為變量譯碼器〔二進制譯碼器〕和代碼變換譯碼器。本次課程設(shè)計的題目是4線-16線譯碼器。4線-16線譯碼器是將4個二進制編碼輸入譯成16個彼此獨立的輸出的之一。它是將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調(diào)功能的譯碼器。本次課程設(shè)計是用兩片74LS138實現(xiàn)4線-16線譯碼器 。電路設(shè)計及工作原理2.1電路整體設(shè)計方框圖輸出譯碼輸入輸出譯碼輸入在輸入端輸入D3、D2、D1、D0相對應(yīng)的二進制編碼〔0/1〕，通過譯碼器“翻譯〞得出輸出端的結(jié)果Y0-Y15,如：當D3、D2、D1、D0分別為1010時，輸出端為Y10〔10〕。圖2-1為4線-16線譯碼器邏輯圖2.2工作原理用兩片3線-8線譯碼器×138構(gòu)成4線-16線譯碼器的邏輯圖如圖2-1所示。利用×138〔1〕的控制端S1’、S2’與×138〔2〕的控制電路S1相連，接入四位輸入D0、D1、D2、D3的最高為A3可以完成譯碼器的擴展。當D3=0時，×138〔1〕工作，而×138〔2〕處于制止狀態(tài)，輸出為高電平；而當D3=1時，×138〔2〕工作，×138〔1〕處于制止狀態(tài)。×138〔1〕輸出為Y0’~Y7’×138(2)輸出為Y8~Y15由圖2-2可見，74LS138僅有3個地址輸入端。如果想對4位二進制代碼，只能利用一個附加控制端〔當中的一個〕作為第四個地址輸入端圖2-23線-8線譯碼器邏輯圖取第〔1〕片74LS138的和作為它的第四個地址輸入端〔在同一個時間令〕，取第〔2〕片的作為它的第四個地址輸入端〔在同一個時間令〕，取兩片的、、，并將第〔1〕片的和接至，將第〔2〕片的接至，如圖2-3所示，于是得到兩片74LS138的輸出分別為〔2〕〔1〕〔2〕〔1〕圖2-3為兩片74LS138的輸出表達式圖2-3中式〔1〕說明時第〔1〕片74LS138工作而第〔2〕片74LS138制止，將的0000～0111這8個代碼譯成8個低電平信號。而式〔2〕說明時，第〔2〕片74LS138工作，第〔1〕片74LS138制止，將的1000～1111這8個代碼譯成8個低電平信號。這樣就用兩個3線－8線譯碼器擴展成一個4線－16線的譯碼器了。元器件選擇3.174LS1383線-8線譯碼器3線—8線譯碼器74LS138，圖3-1-1為74LS138實物圖。圖3-1-174LS1383線-8線譯碼器實物圖3線—8線譯碼器除了3線到8線的根本譯碼輸入輸出端外，為便于擴展成更多位的譯碼電路和實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配功能，74LS138還有三個輸入使能端EN1，EN2A和EN2B。74LS138真值表和內(nèi)部邏輯圖分別見表3-1-2和圖3-1-3。圖3-1-274LS138譯碼器真值表圖3-1-374LS138內(nèi)部邏輯圖圖3-1-4所示符號圖中，輸入輸出低電平有效用極性指示符表示，同時極性指示符又標明了信號方向。74138的三個輸入使能〔又稱選通ST〕信號之間是與邏輯關(guān)系，EN1高電平有效，EN2A和EN2B低電平有效。只有在所有使能端都為有效電平〔EN1EN2AEN2B=100〕時，74138才對輸入進展譯碼，相應(yīng)輸出端為低電平，即輸出信號為低電平有效。在EN1EN2AEN2B≠100時，譯碼器停頓譯碼，輸出無效電平〔高電平〕。圖3-1-474LS138符號圖無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。集成譯碼器通過給使能端施加恰當?shù)目刂菩盘枺涂梢詳U展其輸入位數(shù)。當附加控制門的輸出為高電平〔S＝1〕時，可由邏輯圖寫出圖3-1-5表達式圖3-1-574LS138各個輸出表達式由上式可以看出，同時又是這三個變量的全部最小項的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項譯碼器。71LS138有三個附加的控制端、和。當、時，輸出為高電平〔S＝1〕，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被制止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個控制端也叫做“片選〞輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.3.8電路中如果把作為“數(shù)據(jù)〞輸入端〔同時〕，而將作為“地址〞輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當＝101時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。3.2輸入端電路的輸入端是由4個開關(guān)構(gòu)成，開關(guān)向上指示燈亮為輸入高電平。如圖3-2-1所示圖3-2-1電路輸入端3.3輸出端電路的輸出端是由試驗箱的電路板的16個LED小燈組成。如圖3-3-1所示圖3-3-1電路輸出端電路連接及測試4.1實驗準備過程依據(jù)我們整理的課上所學(xué)到的知識和上網(wǎng)查閱的資料，到實驗室跟教師領(lǐng)取實驗所需的元件74LS138譯碼器，根據(jù)電路圖連接電路，，用數(shù)字萬用表測試直流電源電壓等。4.2電路組裝實物圖是根據(jù)電路原理圖和元器件搭接組裝了整體實物連接圖如圖4-2-1所示圖4-2-1整體實物連接圖電路采用實驗室的5V直流電源，如圖4-2-2所示圖4-2-2電路電源圖電路的擴展電路是由兩個74LS138構(gòu)成，如圖4-2-3所示圖4-2-3擴展電路電路的輸入端為A3、A2、A1、A0，如圖4-2-4圖4-2-4輸入端電路的輸出端是由16個LED小燈組成，如圖4-2-5所示圖4-2-5輸出端4.3電路調(diào)試這個環(huán)節(jié)電路的連接已經(jīng)全部完成，接下來就是調(diào)試的過程，也是驗證我們的電路連接的是否成功。當我們在輸入端輸