实验2 译码器及其应用

10数计计科2班

丁琴（41） 林晶（39）

一、实验目的

1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法

2、熟悉数码管的使用 二、实验原理

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、变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线－4线、3线－8线和4线－16线译码器。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n 个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图5－6－1(a)、(b)分别为其

逻辑图及引脚排列，其中 A2 、A1 、A0 为地址输入端，Y0～Y7为译码输出端，S1、S2、

S3为使能端。其工作原理为：

Yi=S1 S2 S3 mi (1)当S2=S3=0,S1=data时

若m0=1,A2=A1=A0=0时则Y0 =S1= data

改变A2、A1、A0使得data出现在不同的输出端 （2）当S1=1, S2=0,S3=data时 若m0=1,则Y0=data;

改变A2A1A0使得data出现在不同的输出端 对照表5－6－1就可判断其功能是否正常。

(a) (b)

图5－6－1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列

表5－6－1 输 入 S1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × 输 出 S2+S3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 × 1 0 0 0 0 1 1 1 1 × × 0 0 1 1 0 0 1 1 × × 0 1 0 1 0 1 0 1 × × Y0 Y1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Y3 Y4 Y5 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Y6 Y7 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图5－6－2所示。若在S1输入端输入数据信息，S2＝S3＝0，地址码所对应的输出是S1数据信息的反码；若从S2端输入数据信息，令S1＝1、S3＝0，地址码所对应的输出就是S2端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。

根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。

二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图5－6－3所示，实现的逻辑函数是

Z＝ABCABCABC＋ABC

其工作原理为：

Z=m0+m1+m2+m7 = m0 m1 m2 m7 = M0M1M2M7

当S1=1,S2= S3=0时；Yi=S1S2 S3mi

Z=Y0 Y1 Y2 Y7 Yi= mi=Mi

图5－6－2 作数据分配器 图5－6－3 实现逻辑函数 利用使能端能方便地将两个 3/8译码器组合成一个4/16译码器，如图5－6－4所示。

图5－6－4 用两片74LS138组合成4/16译码器 2、数码显示译码器

a、七段发光二极管(LED)数码管

LED数码管是目前最常用的数字显示器，图5－6－5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。

一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（寸和寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。

(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）

(c) 符号及引脚功能 图 5－6－5 LED数码管

b、BCD码七段译码驱动器

此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。 图5－6－6为CC4511引脚排列

图5－6－6 CC4511引脚排列 其中 A、B、C、D — BCD码输入端

a、b、c、d、e、f、g — 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。 LT — 测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”

BI — 消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“0”

LE — 锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。

表5－6－2为CC4511功能表。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与

数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。 表5－6－2 输 入 LE × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 输 出 D × × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 × C × × 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 × B × × 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 × A × × 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 × a 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 b 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 c 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 d 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 e 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 f 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 g 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 锁存 显示字形 消隐 BI × 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 LT 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 锁 存 在本数字电路实验装置上已完成了译码器CC4511和数码管BS202之间的连接。实验时，只要接通+5V电源和将十进制数的BCD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0～9的数字。四位数码管可接受四组BCD码输入。CC4511与LED数码管的连接如图5－6－7

所示。

图5－6－7 CC4511驱动一位LED数码管

三、实验设备与器件

1、＋5V直流电源 2、连续脉冲源 3、逻辑电平开关

4、逻辑电平显示器 5、拨码开关组

6、译码显示器 7、 74LS138×2 CC4511

四、实验内容

1、数据拨码开关的使用。

将实验装置上的四组拨码开关的输出Ai、Bi、Ci、Di分别接至4组显示译码／驱动器CC4511的对应输入口，LE、BI、LT接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V显示器的电源，然后按功能表5－6－2输入的要求揿动四个数码的增减键（“＋”与“－”键）和操作与LE、BI 、LT对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与LED数码管显示的对应数字是否一致，及译码显示是否正常。 2、74LS138译码器逻辑功能测试

将译码器使能端S1、S2、S3及地址端A2、A1、A0 分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端Y7Y0依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表5－6－1逐项测试74LS138的逻辑功能。 3、用74LS138构成时序脉冲分配器

1、参照图5－6－2和实验原理说明，时钟脉冲CP频率约为1Hz，要求分配器输出端Y0Y7的信号与CP输入信号同相。

2、用两片74LS138组合成一个4线—16线译码器，并进行实验。

4、实现图5-6-3 Z函数的逻辑功能

五、实验结论

实验1：数据拨码开关的使用；

用芯片cc4511对照图5-6-6同时按照图5-6-7进行连接电路并进行测试，对照表5-6-2结果一样，则其功能正常。

实验2：74LS138译码器逻辑功能测试；

用74LS138芯片按照图5-6-2进行连接电路并进行测试，对照表5-6-1结果一样，

故说明该芯片功能正常。

实验3：用74LS138构成时序脉冲分配器；

用74LS138芯片按照图5-6-2进行连接电路，其中S1=1, S2接数据端， S3 =0，同时将一条导线连接CP到输出电平，根据实验原理改变A1、A2、A3数据，如A1、A2、A3=111，则从 Y7端输出，连接的CP输出电平与Y7同时为高电平说明了输出信号与输出信号同相。改变不同的地址输入得到不同的输出，对照表5-6-1其结果一样，则说明了其实现了138构成的时序脉冲分配器。

实验4：实现4-16线的译码器；

用两个74LS138芯片按照图5-6-4进行连接电路并进行测试，其中改变了D0到D3的数据就改变了输出。故测试了其功能正常。

实验5：实现Z函数；

用74LS138芯片按照图5-6-3进行连接电路并进行测试，测试结果为当改变ABC的数据时，只有Y0、Y1、Y2、Y7为高电平其余的全为低电平，故实现了Z函数。

六、实验心得

在这次的实验中我加深了对各个芯片的了解以及对芯片引脚的认识，当然我在

这次的实验中对4-16线的实验电路还不是很熟悉导致实验总有一些错误，使实验不是很成功，不过后来在同学的帮助下最终找到了错误点，所以下次的实验我会更认真对待的