譯碼器:邏輯電路器件-中文百科頻道

譯碼器的定義與功能

譯碼是編碼的逆過程，即将某個二進制翻譯成電路的某種狀态。

實現譯碼操作的電路稱為譯碼器。

譯碼器和編碼器

集成譯碼器通過給使能端施加恰當的控制信号，就可以擴展其輸入位數。

實驗目的

1、檢測3線-8線譯碼器74138的邏輯功能。

2、研究怎樣用兩片3線-8線譯碼器組成4線-16線譯碼器。

3、檢測二—十進制譯碼器7442的邏輯功能。

4、檢測BCD—七段顯示譯碼器的邏輯功能。

5、檢測BCD優先譯碼器74147的邏輯功能。

6、研究怎樣用一片3線-8線編碼器74148和一片BCD--七段顯示譯碼/譯碼邏輯電路。

實驗儀器

5V直流電源1個

邏輯開關10個

邏輯探頭20個

3線—8線譯碼器74138 2片

二—十進制譯碼器7442 1片

共陰極七段LED數碼管 1個

BCD優先編碼器74147 1片

反相器7404 4片

3線—8線編碼器74148 1片

實驗原理

譯碼器是一種具有“翻譯”功能的邏輯電路，這種電路能将輸入二進制代碼的各種狀态，按照其原意翻譯成對應的輸出信号。有一些譯碼器設有一個和多個使能控制輸入端，又成為片選端，用來控制允許譯碼或禁止譯碼。

在圖1中，74138是一種3線—8線譯碼器，三個輸入端CBA共有8種狀态組合（000—111），可譯出8個輸出信号Y0—Y7。這種譯碼器設有三個使能輸入端，當G2A與G2B均為0，且G1為1時，譯碼器處于工作狀态，輸出低電平。當譯碼器被禁止時，輸出高電平。

圖2時檢測74138譯碼器時間波形的電路，使用的虛拟儀器為數字信号發生器和邏輯分析儀。數字信号發生器在一個周期内按順序送出兩組000—111的方波信号。

圖3表明如何将兩片3線—8線譯碼器連接成4線—16線譯碼器。其中第二片74138的使能端G1和第一片的使能端G2A接成D輸入端。當D=0時，第一片74138工作，對0000—0111的輸入信号進行譯碼輸出。當D=1時，第二片74138工作，對1000—1111的輸入信号進行譯碼輸出。

在圖4中，7442為二—十進制譯碼器，具有4個輸入端和10個輸出端。輸入信号采用8421BCD碼，二進制數0000—1001與十進制數0—9對應。當輸入超過這個範圍是無效，10個輸出端均為高電平。7442電路沒有使能端，因此隻要輸入在規定範圍内，就會有一個輸出端為低電平。

圖5位BCD—七段顯示譯碼器電路，LED數碼管将顯示與BCD碼對應的十進制數0—9。因為顯示譯碼器電路輸出高電平，所以應該采用共陰極LED數碼管。

編碼與譯碼的過程剛好相反。通過編碼器可對一個有效輸入信号生成一組二進制代碼。有的編碼器設有使能端，用來控制允許編碼或禁止編碼。

優先編碼器的功能是允許同時在幾個輸入端有輸入信号，編碼器按輸入信号排定的優先順序，隻對同時輸入的幾個信号中優先權最高的一個進行編碼。在圖6中，74147為BCD優先編碼器，輸入和輸出都是低電平有效。為了取得有效輸出高電平，可在每個輸出端連接一個反相器。7417隻有1—9各輸入端，0輸入端不接入電路。這是因為7417約定，當無有效輸入時，輸出0的BCD代碼0000。

圖7是一個檢測優先編碼/譯碼功能的邏輯電路，對每一個接地的邏輯開關，數碼管都會顯示一個相應的十進制數。在輸入端的8個邏輯開關中，代号為[7]的優先級别最高，代号為[0]的優先級别最低。

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BCD-七段顯示譯碼器

BCD優先編碼器

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編碼/譯碼電路

實驗内容

1、在EWB平台上建立如圖1所示的3線—8線譯碼器電路，單擊仿真開關運行動态分析。這時譯碼器74138的使能端G1應該接地（為0）。

2、按鍵盤上的空格鍵，通過使能端開關ENABLE[Space]将74138的使能端G1置1。這時譯碼器的另外兩個使能端G2A和G2B接地置0，CBA輸入為000。

3、按鍵盤上的C、B、A鍵，通過邏輯開關[C]、[B]、[A]改為譯碼器的輸入組合，觀察邏輯探頭的明暗變化，将相應的輸出記錄到表1中。

4、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖2所示的譯碼器輸出波形分析電路，數字信号發生器和邏輯分析儀按圖設置。為了使譯碼器能正常工作，使能端G1接到5V（為1）,使能端G2A和G2B接地（為0）。單擊數字信号發生器的“全部輸出”按鈕BURST，運行動态分析。注意觀察譯碼器在邏輯分析儀上顯示的輸出波形Y0—Y7,其中頂部的曲線為Y0，底部曲線為Y7。在“全部輸出”方式下，數字信号發生器加在譯碼器輸入端CBA的二進制信号為000—111，每個周期依次傳送兩次。

5、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖3所示的4線—16線譯碼器電路，這是一個用兩片741383線—8線譯碼器組成的4線—16線譯碼器。值得注意的是，第四個輸入端D與上面的74138使能端G1相連。輸入端C、B、A分别于兩個片譯碼器的C、B、A端接在一起。單擊仿真開關運行動态分析。

6、按鍵盤上的A、B、C、D鍵，改變譯碼器的二進制輸入信号，注意觀察輸出端與輸入端邏輯探頭的明暗變化，以判斷兩者的對應關系。

7、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖4所示的二—十進制譯碼器7442的電路。值得注意的是，7442對于允許譯碼和禁止譯碼不設使能控制端。單擊仿真開關運行動态分析。按鍵盤上的D、C、B、A鍵，改變表3的二進制輸入值，并将相應的輸出變化記錄到表中。

8、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖5所示的BCD—七段顯示譯碼器電路，電路輸出端與LED數碼管相連。因為譯碼器/驅動電路輸出高電平有效，所以數碼管應該使用共陰極的。這個譯碼器電路輸入8421BCD碼，輸出并顯示對

應的十進制數。單擊仿真開關運行動态分析。按鍵盤上的空格鍵，使檢驗開關Lamp Test接地，因譯碼器檢驗端LT輸入低點平（0）有效，這時數碼管的7個LED發光段全亮顯示8。

9、再按空格鍵使譯碼器脫離檢驗狀态，在LT端輸入高電平（1）。按鍵盤上的D、C、B、A鍵，輸入BCD碼各種不同的組合，觀察相應十進制數的變化。

10、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖6所示的74147BCD優先編碼器電路，單擊仿真開關運行動态分析。按鍵盤上的數字鍵，使相應編号的邏輯開關動作，在74147的輸入端加上低電平（0）,通過電路輸出端邏輯探頭的明暗變化，觀察對應的BCD 碼輸出。還可依次按下幾個數字鍵，觀察輸入信号的優先級别。

11、單擊開關停止仿真。在EWB平台上建立如圖7所示的編碼/譯碼電路。在電路中，74148為8線-3線優先編碼器，隻有3個輸出端，而BCD—七段顯示譯碼器有4個輸入端DCBA，因此必須将D端接地（為0），這樣譯碼器隻能譯出001—111七個代碼。同樣，當編碼器74148無有效輸入時，與譯碼器BI端相連的E0端輸出亦為0。隻有編碼器的1—7端輸入有效低電平時，數碼管才顯示相應的十進制數。單擊仿真開關運行動态分析。在鍵盤上按與邏輯開關對應的數字鍵，觀察數碼管的數字變化。