编码器及其应用实验报告总结

实验报告

姓 名 欧阳志刚

学 号 20101138

专 业 通信技术

指导教师 林梅

实验时间 10月10号

电子信息工程系

2011-2012学年第一学期 偏码器

一、实验目的和任务：

⑴验证编码器的逻辑功能。

(2)掌握中规模集成电路构成组合逻辑电路的方法。

二、实验设备与器材：Multisim软件

三、实验步骤及内容：

(1)74LS148编码器I0～I7是8个输入端，Y1～Y3是3个输出端，EI是使能输入端，EO是使能输出端，GS是优先标志输出端。

(2) 输入端通过逻辑电平开关设定0、1，输出端接发光二极管。接好连线后，接通电源，将EI设为“0”，顺序改变输入状态，记录输出；将EI设为“1”重复以上实验步骤，并做好记录,特别注意EO和GS的输出。

四、原理图：

U174LS148NA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15GND8VCC16J1Key = A J2Key = A J3Key = A

J4Key = A

J5Key = A J6Key = A J7Key = A J8Key = A J9Key = A 9R1100ΩR2100ΩR3100ΩR4100ΩR5100ΩR6100ΩR7100ΩR8100ΩR9100ΩR10100ΩR11100ΩR12100ΩR13100Ω12345678VCC5VVCC1011121314LED1LED2LED3LED4LED5151617181900

五、结论：

（1）通过本次实验我们了解编码器的功能及特点，也学习不同编码器的使用方法

（2）通过本次实验我们熟练的掌握了集成编码器的逻辑功能及因应用。

.

'. 实验报告

一、实验名称：译码器及其应用

二、实验内容：

1、 逻辑功能测试

参照与译码器74LS138 的实验电路连接电路，如图一。

图一

验证过程如下表:

C输入 B输入 A输入 输出

0 0 0 Y0=0

0 0 1 Y1=0

0 1 0 Y2=0

0 1 1 Y3=0

1 0 0 Y4=0

1 0 1 Y5=0 .

'. 1 1 0 Y6=0

1 1 1 Y7=0

实验结果与74LS138的逻辑功能相符。

2、 用 74HC（LS）138实现逻辑函数

Y=AB+BC+CA

将译码器74LS138 和与非门74LS00进行连接，如图二。

图二

3、扩展

用两片译码器74LS138级联，组成4线-16线译码器。

实验电路如图三（图中输入为DCBA =1101）。 .

'.

图三

三、实验注意事项

1、 集成电路要轻插轻拔。

四、收获

1、 在用3线-8线译码器构成4线-16线译码器过程中，最初有用到与非门，但因为导线连接错误导致未看到对应输入的LED灯亮。如图三，未用到与非门得到了正确的实验结果，因此应尽量使电路结构简单、用较少元器件实现特定功能； .

'. 2、 在我们用的实验电路板上，未用导线接高电位或地电位的引脚电位为零；

3、 在与其他同学讨论过程中，学会如何将自己的想法通过语言或者简单的图形文字表达出来；

4、 用Multisim画电路图很方便，可以继续深入探究。

译码器：

译码器是一类多输入多输出组合逻辑电路器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。

概述：

译码是编码的逆过程，在编码时，每一种二进制代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。

根据需要，输出信号可以是脉冲，也可以是高电平或者低电平。

分类：

二进制码译码器，也称最小项译码器，N中取一译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码；

代码转换译码器，是从一种编码转换为另一种编码；

显示译码器，一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来。

变量译码：

变量译码器是一个将n个输入变为2^n个输出的多输出端的组合逻辑电路。其模型可用下图来表示，其中输入变化的所有组合中，每个输出为1的情况仅一次，由于最小项在真值表中仅有一次为1，所以输出端为输入变量的最小项的组合。故译码器又可以称为最小项发生器电路。

工作原理：

译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路，这种电路能将输入二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应的输出信号。有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端，又成为片选端，用来控制允许译码或禁止译码。

在图1中，74138是一种3线—8线译码器 ，三个输入端CBA共有8种状态组合（000—111），可译出8个输出信号Y0—Y7。这种译码器设有三个使能输入端，当G2A与G2B均为0，且G1为1时，译码器处于工作状态，输出低电平。当译码器被禁止时，输出高电平。

图2时检测74ls138译码器时间波形的电路，使用的虚拟仪器为数字信号发生器和逻辑分析仪。数字信号发生器在一个周期内按顺序送出两组000—111的方波信号。

图3表明如何将两片3线—8线译码器连接成4线—16线译码器。其中第二片74138的使能端G1和第一片的使能端G2A接成D输入端。当D=0时，第一片74138工作，对0000—0111的输入信号进行译码输出。当D=1时，第二片74138工作，对1000—1111的输入信号进行译码输出。

编码器应用总结

前言：在公司码头装卸设备中应用于各个重要机构的编码器都属于光电编码器，由于与其相关的故障时有发生，造成设备故障率相应提高，其重要性日益突出，所以我们对此类编码器的工作原理，应用情况，相关故障以及解决方法进行了技术性的整理，总结如下：

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器， 光电编码器是由光栅盘和光电检测装臵组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装臵检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

我公司码头起重机有岸边桥和场地桥两种，在这两种设备中主要应用的是增量式和绝对式编码器，其中绝对式编码器分为二进制和格雷码两种。以下我们分增量式编码器，绝对式二进制编码器，绝对式格雷制编码器三种进行说明。

1．增量式编码器：

[1]工作原理：

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位臵信息。

[2]应用范围：

在码头作业的场地桥，岸边桥中应用的增量式编码器为脉冲编码器（也叫脉冲发电机，简称PG）。

起重机种类 机构 型号 安川场地桥 起升 LF-60B-S89A 600P/R

大车 GHW930596R 600P/R（也属于旋转编码器）