数字译码器和显示器-实现数字直观显示

译码是编码的逆过程，它是将输入的二进制代码译成相应的输出信号，以表示二进制代码的原意，译码过程如图7.26所示，而能够实现译码功能的组合逻辑电路称为译码器。译码器是一个输入少、输出多的电路。按照功能可将译码器分为二进制译码器、二—十进制译码器和显示译码器。

图7.26　译码过程

1）二进制译码器

二进制译码器是将n位输入二进制代码翻译成2n个输出的电路，因此它有n个输入端，2n个输出，即当输入一个二进制数时，输出将有一个有效电平与之对应。

3线—8线译码器就是一个二进制译码器，它有3个输入端I0、I1、I2和8个输入端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7，其真值表如表7.12所示。

表7.12　3线—8线译码器真值表

由表7.12可得，各输出的逻辑函数表达式为

根据逻辑函数表达式画出由3个非门和8个与门组成的3线—8线译码器的逻辑图，如图7.27所示。

图7.27　3线—8线译码器逻辑图

2）二—十进制译码器

二—十进制译码器就是将BCD码翻译成相应的十进制数的逻辑电路，以8421BCD码译码器为例，该译码器有4个输入端I0、I1、I2、I3，10个输出端Y0～Y9，其真值表如表7.13所示。

表7.13　8421BCD译码器真值表

由表7.13可得，各输出的逻辑函数表达式为

根据逻辑函数表达式画出由4个非门和10个与门组成的8421BCD译码器的逻辑图，如图7.28所示。

图7.28　8421BCD码译码器逻辑图

3）显示译码器

在实际应用中，常常需要将测量数据和运算结果用十进制数码直观地显示出来，以便查看，而能够显示数字、字母、符号的器件称为数字显示器。

数字显示器种类繁多，根据材料不同可分为荧光数字显示器、半导体数字显示器和液晶显示器等，其显示原理大致相同。

目前应用最广泛的是由发光二极管构成的七段数字显示器，它将要显示的十进制数码分成a、b、c、d、e、f、g7段，这7段各对应一个发光二极管，不同的发光段进行组合，就能够显示出不同的十进制数字，如图7.29所示。(www.xing528.com)

图7.29　七段数字显示器的示意图

按照内部连接的不同，七段数字显示器分为共阴极和共阳极两种，如图7.30所示。

图7.30　七段数字显示器的两种连接方式

在数字系统中，数字量往往先经过译码，才能送到数字显示器中显示。显示译码器就是将输入信号经过译码来驱动不同的发光二极管，以此来显示不同的数字。若要驱动共阴极的七段数字显示器，则七段显示译码器的输出是高电平有效，其真值表如表7.14所示。

表7.14　七段显示译码器的真值表

【友情提示】

七段数字显示器一般由7个发光二极管封装而成，其工作电压为1.5～5V，工作电流为几毫安至几十毫安；也有由8个发光二极管组成的七段半导体数字显示器，其中增加的一个二极管作显示小数点用。

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集成译码器

集成译码器的种类很多，下面介绍常用的集成二进制译码器74LS138和集成二—十进制译码器74LS42。

（1）集成二进制译码器74LS138

集成二进制译码器74LS138的引脚如图7.31所示，其功能如下：

①为选通端，当时，译码器处于工作状态，输出有效信号；当时，译码器处于禁止状态。

②A0、A1、A23个输入端，是8个输出端，低电平有效。

③当译码器处于工作状态时，每次输入3位的二进制代码都使对应的一个输出端是低电平，其余输出端是高电平。

图7.31　74LS138的引脚图

（2）集成二—十进制译码器74LS42

集成二进制译码器74LS42的引脚如图7.32所示，其功能如下：

①A0、A1、A2、A3是4个输入端，是10个输出端，低电平有效。

②当输入无效码1010、1011、1100、1101、1110、1111时，译码器输出均无效。

图7.32　74LS42的引脚图