常用编码器电路及分析：四键编码器

1.二进制代码

二进制数由两个基本字符0和1组成，二进制数运算规律是逢二进一。为区别于其他进制数，二进制数的书写通常在数的右下方注上基数2，或在后面加B表示。例如：二进制数10110011可以写成（10110011）₂，或写成10110011B，十进制数可以不加注。

计算机中的数据均采用二进制数表示，这是因为二进制数用电路实现比较容易。例如，电路中有电流用1表示，无电流用0表示，类似的还有电路中电压的高低，晶体管的导通和截止等；另外，二进制数只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。

所谓代码，是指一组由字符、符号或信号码元以离散形式表示信息的明确的规则体系。代码的应用广泛，例如：姓名为文字代码，用文字代表某个人；身份证号码为数字代码，用一串数字表示某个人；邮政编码为数字代码，用六位十进制数字表示一个邮政地区。

仅用二进制字符0和1表示特定信息的代码称为二进制代码，常见的有普通二进制代码、BCD码、余三码和格雷码等。其中，普通二进制代码是用二进制数表示对应十进制数，如（1100）₂=（12）₁₀。BCD码是将四位二进制数编为一组，表示一位十进制数，相邻两组之间采用十进制的关系。BCD码中的8421码每组内部与普通二进制完全相同，如（0010 0000）_8421BCD=（20）₁₀，应用最广泛。表5-8为常用二进制代码与十进制数的对照。

2.编码器

编码器是指能够实现编码功能的逻辑电路。编码器应用广泛，凡是有键盘的地方都离不开编码器，编码器起到将二进制代码与按键一一对应起来的作用。

编码器的输入端连接按键，所以有多少个需要编码的按键，就需要有多少个输入端，而编码器的输出是二进制代码，按照普通二进制代码来说，n位代码能够表示2ⁿ个按键，所以，编码器的输出端数量一般比输入端数量少，假设输入端个数为n，输出端个数为m，则n≤2^m。

表5-8 常用二进制代码与十进制数的对照

图5-11所示为四键编码器电路，图中LED1为条形发光二极管，其中有四个独立的发光二极管，用于显示电平的高低。R₁为排阻，用于限流。(www.xing528.com)

图5-11 四键编码器电路

（1）电路分析 输入为A、B、C、D四个变量，分别由开关S1～S4控制，开关向上时变量为1；开关向下时变量为0。输出为普通二进制代码，可以通过LED观察代码的数值。

（2）确定逻辑函数式 从输入到输出逐步写出表达式并化简，即

（3）根据表达式列出真值表 将输入A、B、C、D列在真值表左侧，输出Y1、Y0列在真值表右侧。在A、B、C、D下面按照二进制由小到大的顺序从0000排列到1111，根据表达式求出每行Y1和Y0的值，见表5-9。

表5-9 四键编码器真值表

（4）分析逻辑功能 通过观察表5-9可以得知四键编码器电路功能，按下单个按键（即输入为1）时，该电路输出对应的二进制代码；当没有按键按下或者有多个按键按下时输出00。因此，可得四键编码器功能表，见表5-10。