译码器的应用及实现方式

将二进制代码译成对应的信号,称为译码,实现译码的电路称为译码器。常用的译码器有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器。

(1)二进制译码器

将输入的n位二进制代码译成N=2n个信号的电路,称为二进制译码器。常用的集成二进制译码器有双2线-4线译码器74LS139、3线-8线译码器74LS138及4线-16线译码器SN74154。如图10.4.10所示为集成3线-8线译码器74LS138的逻辑符号和引脚图。该译码器有3个使能端当S1=1且时,译码器处于工作状态。

图10.4.10　3线-8线译码器74LS138

74LS138功能表见表10.4.5。需要说明的是,由于n个输入端最多可组成2n个不同状态,并且都是最小项的形式,故把输入为n位代码,输出为2n个信号的译码器称为完全译码器。因此,二进制译码器又称完全译码器,也称最小项译码器。译码器工作时,选出对应的输出称为“译中”,若“译中”的输出端为高电平,其余输出端为低电平,称为高电平有效;反之,称为低电平有效。而TTL与非门输出为高电平时,功耗较大。因此,74LS138采用输出低电平有效,可降低整个电路的功耗。

表10.4.5　译码器74LS138功能表

图10.4.11　两片74LS138组成4线-16线译码器

利用译码器的使能端可扩大译码器的使用范围。例如,图10.4.11是用两片3线-8线译码器构成4线-16线译码器。其中,A为最高位,D为最低位。当A=0时,选中第1片74LS138,将ABCD的0000～0111这8个代码译为相应的低电平信号。而当A=1时,选中第2片74LS138,将ABCD的1000～1111代码译为相应的低电平信号。

(2)二-十进制译码器

二-十进制译码器的逻辑功能是将10个BCD代码翻译成对应的10个信号。由于BCD码通常都是由4位二进制代码组成,构成4个输入信号,因此,二-十进制译码器又称4线-10线译码器。如图10.4.12所示为二-十进制译码器74LS42的逻辑符号和外引脚排列图。

74LS42的功能表见表10.4.16。可知,74LS42输出为低电平有效。它能自动拒绝伪码,即当输入的代码为1010～1111这6种状态时,电路不予响应,输出全为1,输出端均处于无效状态。

图10.4.12　4线-10线译码器74LS42

表10.4.6　4线-10线译码器74LS42功能表

(3)显示译码器

在数字系统中,经常要将测量或处理的结果显示出来。显示译码器输入的是二进制代码,输出的是一组信号,用于驱动显示器件将译码器译出的结果显示出来。目前,广泛使用的显示器件是七段数字显示器,包括发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)两种。

1)七段数字显示器

七段LED数码管是由7个发光二极管(若加小数点则为8个)组成。七段LED数码管有共阴极和共阳极两种结构,如图10.4.13所示。共阴极LED数码管的7个发光二极管的阴极连接在一起接地,阳极电位为高电平时则该段发光;共阳极LED数码管的7个发光二极管的阳极连接在一起接+5V电源,阴极电位为低电平时则该段发光。如图10.4.14所示为LED数码管外引线排列图。

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图10.4.13　半导体数码管的接法

图10.4.14　七段LED数码管

2)七段显示译码器

七段显示译码器输出低电平有效时,应选用共阳极接法的数码显示器;输出高电平有效时,应选用共阴极接法的数码显示器。常用于驱动共阳极七段显示器的集成译码器为74LS47。驱动共阴极七段显示器的集成译码器为74LS48。74LS47的逻辑符号和引脚图如图10.4.15所示。其中,DCBA是8421BCD码的输入信号,a—g是译码器的7个输出。

图10.4.15　显示译码器74LS47

(4)译码器应用举例

1)用二进制译码器实现组合逻辑函数

二进制译码器的用途很广。由于它的每个输出端都与某一个最小项相对应,因此,只要加上适当的门电路就可利用它实现组合逻辑函数。

【例10.4.4】　试用译码器74LS138实现逻辑函数:F(A,B,C)=∑m(2,4,6,7)。

解

将74LS138的输出经一个与非门后便可实现,如图10.4.16所示。

2)用二进制译码器作数据分配器

【例10.4.5】　用74LS138译码器作数据分配器。

解　将分配通道选择地址码ABC加到译码器输入端A2 A1 A0,而数据D加到使能控制端接地)。则可根据ABC取值,在相应的输出端Yi得到数据的反码(D=1,则Yi=0;D=0,则Yi=1)。其电路如图10.4.17所示。

当数据加到中的一个,且S1接1时,则在相应的输出端Yi得到数据的原码。

图10.4.16　例10.4.4逻辑图

图10.4.17　例10.4.5逻辑图