内容正文:
7.3 常用组合逻辑电路
7.3.1 编码器
在计算器和计算机等数字电路中,处理的都是二进制数代表的信息。
如图7.32所示,从计算机的键盘输入的是A、B、C或123等信息,而这些输入的内容变成所对应的只有1和0的符号后,才能进行运算处理。
图7.32 计算电路的生活实例
将十进制数、文字、字母等转换成若干位二进制信息符号的过程称为编码,能够完成编码功能的组合逻辑电路称为编码器(设置在数字电路的输入部分),常见的有二进制编码器、二—十进制编码器(BCD编码器)、优先编码器等。
将各种有特定意义的输入信息编成二进制代码的电路称为二进制编码器。将0~9十个十进制数编成二进制代码的电路,叫做二—十进制编码器,也称为10线—4线编码器。
这两类编码器在同一时刻仅允许有一个输入信号,如有两个或两个以上信号同时输入,输出就会出现错误的编码。而优先编码器中则不存在这样的问题,它允许同时输入两个或两个以上输入信号,电路将对优先级别高的输入信号编码。
图7.33所示为74LS148优先编码器的实物图、示意图和引脚排列图。
(a)实物图 (b)示意图 (c)引脚排列图
图7.33 74LS148优先编码器
按图7.34所示连接电路,L0~L4接发光二极管,按表7.7所示输入信号状态(表7.7中×表示任意状态),观察输出状态的变化,并记录在表7.7中。(建议仿真演示)
图7.34 编码器功能测试
图7.34 编码器功能测试
7.3.2 译码器
计算机电路的运算输出是二进制数,但日常生活中是以十进制数为基础的,因此在输出这些运算结果时,必须将二进制变成十进制。
把二进制代码“翻译”成一个相对应的输出信号的过程称为译码,译码是编码的逆过程,实现译码的电路称为译码器。
图7.35所示为译码器的实际应用电路,目前译码器主要由集成门电路构成,它有n个输入端,M个输出端,M≤2n。
若M=2n,称为全译码;M<2n,称为部分译码。
常用译码器有二进制译码器、二—十进制译码器和显示译码。
图7.35 译码器实物图
1.二进制译码器
将n位二进制数译成M个输出状态的电路称为二进制译码器。现以74LS138集成电路为例介绍3线—8线译码器。
74LS138的逻辑图及外引脚排列如图7.36所示,A0、A1、A2为输入线; ~ 为8条输出线;STA、 、 被称为使能控制端。
按图7.37所示连接电路,L0~L4接发光二极管,8脚接地,16脚接+5V(图中未画出),按表7.8所示输入信号状态(表中7.8中×表示任意状态),观察输出状态的变化,并记录在表7.8中。(建议仿真演示)
图7.36 74LS138集成译码器 图7.37 译码器功能测试
知识拓展 ——常见的二进制译码器介绍
常见的二进制译码器分为2线—4线译码器、3线—8线译码器、4线—16线译码器等。
集成电路外引脚排列如图7.39所示,型号如表7.9所示。
图7.39 译码器引脚排列图
功 能 常用组件型号
2线—4线译码 74LS139 74LS539 74LS155 T4139
3线—8线译码 54/74LS138 54/74LS548 T3138 T4138
4线—16线译码 74LS154 T4154
表7.9 常见二进制译码器组件型号
2.二线—十进制译码器
将4位BCD码翻译成对应的10个十进制输出信号的电路称为二线—十进制译码器。由于它有4输入端,10个输出端,又称为4线—10线译码器。
74LS42译码器的逻辑电路图和集成电路引脚排列图如图7.40所示。
图7.40 74LS42译码器引脚排列图
3.显示译码器
在数字系统中,常常需要将测量的数据和运算结果直观地显示出来,这就需要由显示电路来完成。
译码显示电路的功能是将输入的BCD码译成对应的数字、文字、符号,再由驱动显示器显示出来,因此,显示译码器由译码器和显示器组成。
如图7.41所示,译码器和驱动器通常都集中在同一集成块中,输入为二进制代码,输出显示为十