集成编码器74LS148及其功能扩展应用

1.编码器及其分类

在数字电路中，用一串二进制数0和1表示某个特定的信息叫编码。如：8421BCD码中用1001表示数字9，“1001”就是“9”的代码。

具有编码功能的逻辑电路叫编码器。因此，编码器必须具有将某个特定信息变换成相应的二进制代码的逻辑功能。由此可以设计出编码器的电路结构如图3.15所示，即编码器输入的是被编的信息，输出的是二进制代码。

编码器是用n位二进制代码对W个特定信息进行编码。n位二进制代码最多有2^n种不同的状态，可以表示2^n个信息。当时，是利用n个输出变量的全部组合来表示N个输入信息，这样的编码器叫完全编码器，也叫二进制编码器；当N<2^n时，是利用n个输出变量的部分组合来表示N个输入信息，这样的编码器叫部分编码器。因此，编码器的输入变量数N与输出变量数n之间应满足N≤2^n。

根据输入、输出线数的不同，也把编码器称为N线一n线编码器。

➢如4线一2线编码器：将输入的4个信息分别编成4个2位二进制代码输出；

➢如8线一3线编码器：将输入的8个信息分别编成8个3位二进制代码输出；

➢如10线一4线编码器（也叫BCD编码器）：将10个输入信息分别编成10个4位二进制码输出。

根据编码器是否允许同时几个输入请求编码即输入变量是否允许多个有效，编码器可分为普通编码器和优先编码器。

普通编码器：任何时候只允许一个编码输入信号有效，否则输出就会发生混乱。

优先编码器：允许同时几个编码输入信号有效。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。

2.普通编码器

以8线 一3线编码器为例说明普通编码器的工作原理。其电路结构如图3.11所示，其逻辑符号如图3.12所示。

图3.11　编码器电路结构

图3.12　编码器电路结构与8线—3线编码器逻辑符号

真值表如表3.6所示。

表3.6　8线一3线编码器的真值表(www.xing528.com)

分析逻辑符号和真值表可知，输入变量I0～I7表示8路输入信号且高电平有效，任意时刻只有一个有效。输出为3位二进制代码Y2Y1Y0，且为原码。根据实际需要，编码输入也可以是低电平有效，输出可以是反码。

3.优先编码器

普通编码器每次只允许输入一个有效信号，而实际应用中可能出现多个输入信号同时有效的情况，如计算机中有许多设备，会有多台设备N时向主机请求编码，这就要求主机能识别这些请求的优先级别，然后按一定次序进行编码，所以实际应用中以优先编码器为多。

图3.13　74LS148逻辑

图3.13是集成的8线-3线优先编码器74LS148的逻辑符号及引脚图。

（1）输入变量为低电平有效，且允许同时多个有效，但的优先权最高，的优先权最低，即当时，无入端有无输入信号（表中以X表示），电路只对编码；为编码输出端，低电平有效，即为反码输出。

（2）为使能输入端且低电平有效，即当时，允许编码，输出有效码；否则禁止编码，输出均为无效电平1。

（3）为使能输出端且低电平有效，当有编码请求时，为无效输出；当无编码请求时，百为有效输出，允许下一片编码器编码。所以为扩展输出，多用于74LS148进行功能扩展。

（4）为扩展输出端且低电平有效，当时，表示输出的是有效码，当时，表示输出的是无效电平。74LS148的真值表如表3.7所示。在常用的优先编码器中，除二进制编码器外，也有二一十进制编码器。74LS147为集成二一十进制优先编码器，它能将十个输入信号编制成4位842IBCD码输出。在10个输入信号中，的优先级别最高，的优先级别最低，输入低电平有效，输出为842IBCD码的反码。

表3.7　8线一3线优先编码器74LS148真值表

4.编码器的应用

图3.14　16线一4线优先编码器

利用74LS148的三个辅助控制端可以实现编码器的功能扩展。图3.14为使用2片74LS148扩展为16线-4线优先编码器的应用方法。因高位片2的接地，故其能正常编码。若8个输入端中有1个有效，则端输出为“1”，使低位片无使能条件，因此高位片2比低位片1的优先级别高，此时为高位片2的编码输出，，即输出4位二进制数的高位为“0”，低3位取决于高位片2的输入。当高位片2的输入端无输入时（8个输入端全为“1”），高位片2的而，使得低位片1满足使能条件可以正常编码，输出（高位片的而=“1”），为低位片1的编码输出。

从外部连接的逻辑关系来看，两片74LS148与单片74LS148功能完全一致，只是输入为16线，输出为4线。