译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。
1.译码器的工作原理
常用的集成3线一8线译码器74LS138是一个3位二进制译码器，应用很广。以此为例来说明译码器的工作原理。它的逻辑电路如图3.15所示。
图3.15 3-8线译码器的电路图
从图3.15可以看出，74LS138电路除了双点画线框内的译码电路外，还包含了由GS门组成的控制电路部分。
74LS138有3个附加的控制端S0、S1、和S2。当S0=1、时，GS输出为高电平“1”，译码器处于正常工作状态；否则，译码器被禁止，所有的输出被锁定在高电平。这3个控制端又称“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能。
表3.8 74LS138译码器的逻辑功能表
从表3.8可以看出，输入变量的每一组状态对应着一个输出端的低电平0信号，因此当输出端输出低电平0时，认为该端有信号输出，称为输出端为低电平有效，相应地输出变量的字母上面画一短线。从表3.8可以看出，输入变量的每一组状态对应着一个输出端的低电平0信号，因此当输出端输出低电平0时，认为该端有信号输出，称为输出端为低电平有效，相应地输出变量的字母上面画一短线。只有当S0=1、时，译码器才处于工作状态，否则译码器不工作，输出端全部为高电平1。因此译码器工作时，，因此称控制端、也为低电平有效，用字母上画一短线表示。图3.16所示为74LS138的逻辑图形符号，输入、输出端靠近方框外的小圆圈表示低电平有效。
图3.16 74LS138逻辑符号
2.译码器的应用
广告中常用霓虹灯的旋转显示以增强视觉效果。用译码器和各种颜色的发光二极管再加一些辅助电路可实现这一功能。
分析：将LED排成圆形图案，用译码器来控制其按一定顺序依次发光，就可形成旋转效果。根据译码器输出端子数可以确定用几个LED构成圆形。若选择4线-16线的译码器控制LED发光，可将16个LED排成一个圆形。图3.17所示为实现旋转灯光的逻辑图。
图3.17 旋转灯电路(www.xing528.com)
图中IC1，为时钟脉冲发生器，产生频率可调的时钟脉冲。IC2为十六进制加计数器，输出为4位二进制数，CP端每接收一个时钟脉冲，输出的二进制数就加1，计满16个数后又回零，重新开始计数，输出状态从0000～1111不断重复。IC3是由2片3线一8线译码器74LS138组成的4线一16线译码器，其输入端接收从计数器传来的4位二进制数码信号，16个输出端分别接16个LED。由于输入的信号从0000～1111，根据译码器的工作原理，输出就从Y0～Y15顺序输出有效电平，使LED轮流发光，形成灯光的移动。按图中IC3的输出与LED的连接方式，将形成逆时针旋转的灯光效果。改变脉冲发生器的信号频率，就可改变灯光旋转的速度。IC3输出为低电平有效，故要接共阳极的数码显示器。
总结
➢组合电路任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，而与该时刻之前的状态无关。它在电路结构上的特点是不存在任何存储元件，因此电路无记忆功能。它是以逻辑门电路为基本单元组成的。
➢组合电路的分析是根据已知的逻辑图，找出输出变量与输入变量的逻辑关系，从而确定电路的逻辑功能。
➢组合电路的设计是分析的逆过程，它是根据已知的逻辑功能设计出能够实现这个逻辑功能的逻辑图。
➢组合电路的种类很多，常见的有加法器、数值比较器、编码器、译码器、数据选择器和数据分配器等。本章对这些器件的结构、功能等外部特性进行了讨论，学4时要注意掌握它们的逻辑功能、各控制端的作用、连接方法及应用。
作业
1.如图3.18所示，试写出输出变量y的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。
图3.18
2.试用门电路实现具有如下功能的组合逻辑电路。
（1）变量判奇电路，要求三个输入变量中有奇数个为1时输出为1，否则为0。
（2）旅客列车分特快、直快和普快，并依此为优先通行次序。某站在同一时间只能有一趟列车从车站开出，即只能给出一个开车信号，试画出满足上述要求的逻辑电路。（提示：可先设A、B、C分别代表特快、直快、普快，开车信号分别为YA、YB、Yc；再给变量赋值；然后根据题意列出逻辑真值表。）
3.如图3.19所示是由两个半加器和一个或门电路构成的组合电路，试写出Y1、Y2的逻辑表达式，列出真值表，并说明其逻辑功能。
图3.19
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