数电实验之译码器及其应用

实验项目：译码器及其应用一．实验目的1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。

2．熟悉数码管的使用。

二．实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。

它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。

译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。

不同的功能可选用不同种类的译码器。

译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。

前者又分为变量译码器和代码变换译码器。

1．变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线—4线、3线—8线和4线—16线译码器。

以3线—8线译码器74LS138为例进行分析，图5—1（a ）、（b ）分别为其逻辑图及引脚排列。

其中A 2、A 1、A 0为地址输入端，Y 0～Y 7为译码输出端，S 1、S 2、S 3为使能端。

表5—1为74LS138功能表。

当S 2＝1，S 2+S 3=0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。

当S 1＝0，S 2＋S 3＝X 时，或S 1＝X ，S 2+S 3＝l 时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

图5—1 3—8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列输入输出1S32S S2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1111111111 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x 1 x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 2．数码显示译码器a．七段发光二极管（LED）数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器，图5—5（a）、（b）为共阴管和共阳管的电路，（c）为两种不同出线形式的引出脚功能图。

实验四译码器及其应用[实验目的]1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。

2、熟悉数码管的使用，了解七段数码显示电路的工作原理。

[实验原理]译码管是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。

它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。

译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。

不同的功能可选用不同种类的译码器。

译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。

前者又分为变量译码器和代码变换译码器。

1、变量译码器(又称二进制译码器)用以表示输入变量的状态，如2-4译码器、3-8译码器和4-16译码器。

若用n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端供其使用。

而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。

以3-8译码器74LS138为例进行分析，图4-4-1为其逻辑图及引脚排列。

其中A2、A1、A0为地址输入端，Y——0~Y——7为译码输出端，S1、S2、S3为使能端。

当S1=1，S——2+S——3=0时，器件处于正常译码状态地址码所指定的输出端有信号(为0)输出，其它所有输出端均无信号(全为1)输出。

当S1=0，S——2+S——3=X时，或S1=X，S——2+S——3=1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

图4-4-1 3-8译码器74LS138逻辑图及引脚排列表4-4-1为74LS138的功能表。

表4-4-1二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。

若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称又路分配器)，如图4-4-2所示。

若在S1输入端输入数据信息，S——2=S——3=0，地址码所对应的输出的S1数据信息的反码；若从S——2端输入数据信息，令S1=1、S——3=0，地址码所对应的输出就是S——2端数据信息的原码。

若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。

实验三编码器、译码器及应用电路设计一、实验目的：1、掌握中规模集成编码器、译码器的逻辑功能测试和使用方法；2、学会编码器、译码器应用电路设计的方法；3、熟悉译码显示电路的工作原理。

二、实验原理：1、什么是编码：教材说：用文字、符号、或者数字表示特定对象的过程称为编码具体说：编码的逻辑功能是把输入的每个高、低电平信号编成对应的二进制代码2、编码器74LS147的特点及引脚排列图：74LS147是优先编码器，当输入端有两个或两个以上为低电平，它将对优先级别相对较高的优先编码。

其引脚排列图：3、什么是译码：译码是编码的逆过程，把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出，译码器广泛用于代码转换、终端的数字显示、数据分配、组合控制信号等。

译码器按照功能的不同，一般分为三类：（1）变量译码器（用以表示输入变量的状态）74LS138的特点及其引脚排列图：ABC是地址输入端，Y0—Y7是输出端，G1、G2A’、G2B’为使能端，只有当G1=G2A’=G2B’=1时，译码器才工作。

（2）码制变换译码器：用于同一个数据的不同代码之间的相互转换，代表是4—10线译码器译码器74LS42的特点及其引脚排列图：译码器74LS42的功能是将8421BCD码译成10个对象其原理与74LS138类同，只不过它有四个输入端，十个输出端，4位输入代码0000—1111十六种状态组合其中有1010—1111六个没有与其对应的输出端，这六组代码叫做伪码，十个输出端均为无效状态。

（3）数码显示与七段译码驱动器：将数字、文字、符号的代码译成数字、文字、符号的电路a、七段发光二极管数码显示管的特点：（共阴极）b、七段译码驱动器：此类译码器型号有74LS247（共阳）、74LS248（共阴）、CC4511（共阴）等等，本实验采用CC4511BCD码（锁存／七段译码／驱动器）来驱动共阴数码管。

图6—5为CC4511引脚排列：4、在本数字电路实验装置上已完成了译码器74LS48和数码管之间的连接图。

实验二译码器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用二、实验原理译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。

前者又分为变量译码器和代码变换译码器。

1、变量译码器（又称二进制译码器），以3线－8线译码器74LS138为例。

其中 A2、A1、A为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。

(a) (b)图6－1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列表6－174LS138功能表二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图6－3所示，实现的逻辑函数是Z ＝C B A C B A C B A ++＋ABC2、数码显示译码器a 、七段发光二极管(LED)数码管(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）(c) 符号及引脚功能图 6－5 LED数码管b、BCD码七段译码驱动器此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器。

驱动共阴极LED数码管。

图6－6为CC4511引脚排列其中图6－6 CC4511引脚排列A、B、C、D —BCD码输入端a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。

LT—测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”BI—消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“0”LE —锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。

表6－2为CC4511功能表。

CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。

译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。

在本数字电路实验装置上已完成了译码器CC4511和数码管BS202之间的连接。

实验时，只要接通+5V电源和将十进制数的BCD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0～9的数字。

实验五译码器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用二、 实验设备与器件1 、+ 5V 直流电源23 、逻辑电平显示器45 、译码显示器6三、 实验内容1、74LS138译码器逻辑功能测试将译码器使能端 S 、S 2、S 3及地址端A 2、A 1、A 分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端Y 7 Y 0依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表 6- 1逐项测试74LS138的逻辑功能。

图6- 1（a ）、（b ）分别为其逻辑图及引脚排列。

其中A 2、A 、A o 为地址输入端， Y o 〜丫7为译码输出端，Si 、S 2、S 3为使能端。

表输入输 出sS 2 + S 3A A 1 AY 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y Y 6 Y 7当S = 1, S 2 + S 3 = 0时，器件正常工作,地址码所指定的输出端有信号（为 0）输出,其它所有输出端均无信号（全为 1） 输出。

当 S = o , S 2 + S 3 = X 时，或 S 1 = X , S 2 + S 3 =1时，译码器被禁止，所有输出同时为 1。

1图6 - 1 3 - 8线译码器(b)ho As74LS138AaV GGYoAlY LA J¥2Y JY I:Y=Yft SiGNDJ5工1377一0一逻辑图及引脚排列、逻辑电平开关 、拨码开关组 、74LS138 X2CC45112= ABC ABC ABC + ABC图6- 2 作数据分配器图6-3实现逻辑函数3、码显示译码器及译码显示电路数据拨码开关的使用。

将实验装置上的四组拨码开关的输出A 、B 、C 、D 分别接至4组显示译码/驱动器CC4511的对应输入口， LE 、BI 、LT 接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V 显示器的电源，然后按功能表 6 — 2输入的要求揿动四个数码的增减键（“ + ”与“―”键）和操作与LE 、BI 、LT 对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与LED 数码管显示的对应数字是否一致，及译码显示是否正常。

实验六 3线8线译码器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成电路译码器的工作原理及逻辑功2、学习译码器的灵活应用。

二、实验设备及器件1、实验箱(台) 1套2、数字万用表 1块3、74LS138 3-8线译码器 2片4、74LS20 二四输入与非门 1片三、实验内容与步骤74LS138管脚图见附录。

当控制输入端S1=1，时，译码器工作，否则译码器禁止，所有输出端均为高电平。

1、译码器逻辑功能测试（1）按图13-1接线。

根据表13-1，利用开关设置S1、、、及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测～的状态，记入表13-1中。

2、用两片74LS138组成4-16线译码器按图13-2接线，利用开关改变输入D0-D3的状态，借助指示灯或万用表监测输出端，记入表13-2中，写出各输出端的逻辑函数。

图13-2表13-2 输入输出D 3D2D1D0 0 0 00 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 13、利用译码器组成全加器线路用74LS138和74LS20按图13-3接线，74LS20芯片14脚接 +5v，7脚接地。

利用开关改变输入A i、B i、C i-1的状态，借助指示灯或万用表观测输出S i、C i的状态，记入表13-3中，写出输出端的逻辑表达式。

图13-3表13-3 输入输出S 1AiBiCi-1SiCi0ΦΦΦ10001001101010111100110111101111四、实验要求：1、整理各步实验结果，列出相应实测真值表。

2、总结译码器的逻辑功能及灵活应用情况。

3、交出完整的实验报告。

实验三编码器、译码器及应用电路设计一、实验目的：1、掌握中规模集成编码器、译码器的逻辑功能测试和使用方法；2、学会编码器、译码器应用电路设计的方法；3、熟悉译码显示电路的工作原理。

二、实验原理：1、什么是编码：用文字、符号、或者数字表示特定对象的过程称为编码.2、编码器74LS147的特点及引脚排列图：74LS147是优先编码器，当输入端有两个或两个以上为低电平，它将对优先级别相对较高的优先编码。

什么是译码：译码是编码的逆过程，把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。

译码器分为三类：二进制译码器、二—十进制译码器、显示译码器。

4、译码器按照功能的不同，一般分为三类：（1）变量译码器74LS138的特点及其引脚排列图：反码输出，ABC是地址输入端，Y0—Y7是输出端，G1、G2A’、G2B’为使能端，只有当G1=G2A’=G2B’=1时，译码器才工作。

（2）码制变换译码器：用于同一个数据的不同代码之间的相互转换，代表是4—10线译码器。

译码器74LS42的特点及其引脚排列图：译码器74LS42的功能是将8421BCD码译成10个对象其原理与74LS138类同，只不过它有四个输入端，十个输出端。

（3）数码显示与七段译码驱动器：将数字、文字、符号的代码译成数字、文字、符号的电路。

a、七段发光二极管数码显示管的特点：（共阴极）b、七段译码驱动器：4、在本数字电路实验装置上已完成了译码器74LS48和数码管之间的连接图。

三、实验器件：集成块：74LS147 74LS138 74LS42四、实验内容与步骤：74LS147编码器逻辑功能测试：将编码器9个输入端I1~I9各接一根导线，来改变输入端的状态，4个输出端依次从低到高Q3-Q0示，在各输入端输入有效电平，观察并记录电路输入与输出地对应关系，以及当几个输入同时我有效电平时编码器的优先级别关系。

2、74LS138 译码器逻辑功能测试：3、74LS47译码器逻辑功能测试：4、编码器、译码器和显示器三者之间的联接：5、用两片74LS138组合成一个4-16线的译码器，并进行实验。