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1、实验三 译码器和编码器一实验目的1. 掌握译码器、编码器的工作原理和特点。2. 熟悉常用译码器、编码器的逻辑功能和它们的典型应用。二、实验原理和电路按照逻辑功能的不同特点， 常把数字电路分两大类： 一类叫做组合逻辑电路， 另一类称为时 序逻辑电路。 组合逻辑电路在任何时刻其输出的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号取值组 合的电路 。在这种电路中，输入信号作用以前电路所处的状态对输出信号无影响。通常，组合 逻辑电路由门电路组成。组合逻辑电路的分析方法：根据逻辑图进行二步工作：a. 根据逻辑图，逐级写出函数表达式。b. 进行化简：用公式法、图形法或真值表进行化简、归纳。 组合逻辑电路的设计方法：就
2、是从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。一般分四步进行。a. 分析要求；将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。b. 列真值表。c. 进行化简：变量比较少时，用图形法。变量多时，可用公式化简。d. 画逻辑图：按函数要求画逻辑图。 进行前四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件集成电路，进行实验论证。 值得注意的是， 这些步骤并不是固定不变的程序， 实际设计时， 应根据具体情况和问题难易 程度进行取舍。1. 译码器 译码器是组合电路的一部分，所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实 现译码操作的电路称为译码器。译码器分成三类：a. 二进制译码器：如中规模 24 线译码器 74
3、LS139。， 3 8线译码器 74LS138 等。b. 二一十进制译码器：实现各种代码之间的转换，如BCD码一十进制译码器 74LS145等。c. 显示译码器：用来驱动各种数字显示器，如共阴数码管译码驱动74LS48, （ 74LS248）,共阳数码管译码驱动 74LS47（ 74LS247）等。2. 编码器编码器也是组合电路的一部分。 编码器就是实现编码操作的电路， 编码实际上是译码相反的 过程。按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也分成三类：a. 二进制编码器：如用门电路构成的 42 线， 83线编码器等。b. 二一十进制编码器：将十进制的09编成BCD码，如：10线十进制一4线BCD
4、码编码器74LS147 等。C.优先编码器：如 83线优先编码器74LS148等。三、实验内容及步骤1. 译码器实验（1）将二进制2-4线译码器74LS139,及二进制3-8译码器74LS138分别插入实验系统IC 空插座中。按图接线，输入G A、B信号（开关开为“ 1”、关为“ 0”）,观察LED输出Yo、Yi、 Y2、Y3的状态（亮为“ 1 ”，灭为“ 0”），并将结果填入表中。表131 74LS139 2-4线译码器功能表SV 4 J JYo Yi Yi74LS1391* GYa11Y 32KiK2K3图1.3.1 74LS139 2-4 线译码器实验线路输入输出gBAYoY1Y2Y31
5、XX1111000001010011表1.3.2 74LS138 3-8线译码器功能表输入输出使能选择YO Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7G1G2=G2A+G2BC B AX 1 0 X 1 0 1 0 1 0 1 01 0 1 01 0 1 0XXXXXX0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1图1.3.2 74LS138 3-8 线译码实验线路按图接线，使能信号G1,G2a, G2B满足表条件时（开关开为“ 1”、关为“ 0”）， 译码器选通。输入 G1、G2A、Gb、A、B C信
6、号（开关开为“1”、关为“ 0”），观察LED输出 YoY7（亮为“1”，灭为“ 0”）。（2） 将BCD码一十进制译码器 74LS145插入实验箱中，按图接线。其中BCD码是用 XK系列实验系统的8421码拨码开关，输出“ 09”与发光二极管 LED相连。按动拨码开关，观察输出LED是否和拨码开关所指示的十进制数字一致。（3） 将译码驱动器 74LS48 （或74LS248）和共阴极数码管 LC5011-11 （ 547R）插入实验箱 空IC插座中，按图接线。图为共阴极数码管管脚排列图。接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致（） 。如实验箱中无8421码拨码开关，可用四位逻
7、辑开关代替。图1.3.3 BCD码一十进制译码器实验线路图图1.3.4 共阴极数码管LC5011-11管脚排列图bLC501.1-1154 7R?764219Hel 1312111.09151a b c d e f &74LS248D C B A6218421拨码5开关图译码显示实验图2. 编码器（1）将10-4线（十进制-BCD码）优先编码器74LS147插入实验系统IC空插座中，按照图 接线，其中输入接 9位逻辑0-1开关，输出QD QC QB QA接4个LED发光二极管。接通电源，按表输入各逻辑电平（开关开为“ 1”、关为“ 0”），观察输出结果并填 入表中（亮为“ 1 ”，灭为“ 0”
8、）。（2） 将8-3线八进制优先编码器按上述同样方法进行实验论证。其接线图如图所示。 功能表见表1.3.4 。23456789表1.3.3 十进制/BCD码编码器功能表Ki K2K3K4KSK6K7K3K9 逻辑开关图1.3.6 10-4线编码器实验接线图x x x 0 1 1 1 1 1x x 0 1 1 1 1 1 1xx 0 1 1 1 1 1 1 1:0 1 1 1 1 1 1 1 1状态随意表1.3.4 8/3线优先编码器功能表LED+5V14Eo GS Qc Qb Qa74LS148Ei 01234567Q O I 1 O O O DO5 10111213 1 2 3 4Ko Ki
9、 KsKsKaKsKbKt K日逻辑开关图1.3.78-3 线编码器实验接线E10 1 2 3 4 5 6 7Qc QbCAEO Gs1xxxxxxxx1 111 101 1 1 1 1 1 1 10x x x x x x x 00x x x x x x 0 10x x x x x 0 1 10x x x x 0 1 1 10x x x 0 1 1 1 10x x 0 1 1 1 1 10x 0 1 1 1 1 1 100 1 1 1 1 1 1 1输入输出图x：状态随意四、实验器材1. XK系列数字电子技术实验系统1台2. 直流稳压电源1台3. 集成电路:74LS1 382片74LS147、74LS148、74LS248、74LS139、74LS145 各 1 片4. 显示器 LC5011-111片五、预习要求1. 复习译码器、编码器的工作原理和设计方法。2. 熟悉实验中所用译码器、编码器集成电路的管脚排列和逻辑功能。3. 画好实验用逻辑状态表。六、实验报告要求1. 整理实验线路图和实验数据、表格。2. 总结用集成电路进行各种扩展电路的方法。3. 比较用门电路组成组合电路和应用专门集成电路各有什么优缺点。
