数字逻辑第讲编码器和译码器.pptVIP

数字逻辑Digital logic 主 讲 颜俊华 第七讲 编码器和译码器 重 点 掌握编码器工作原理 掌握译码器工作原理 掌握用译码器实现逻辑函数 编码器(Encoder) 编码：是指用文字、符号和数码来表示某种信息的过程。 在数字系统中，由于采用二进制运算处理数据，因此通常将信息编成若干位二进制代码。在逻辑电路中，信号都是以高、低电平的形式给出。 编码器：实现编码的数字电路，把输入的每个高低电平信号编成一组对应的二进制代码。 二进制编码器 二进制编码器：对二进制编码的组合电路。 假设某编码器有n个输入端,I0, I1 …,In-1 ,有m个输出端Y0，Y1 …，Ym-1 。为了不使输出发生混乱而产生错误，普通编码器规定，在任何给定的时刻，n个输入端中只能有一个有效，其余n-1个都不能出现。同时也可以知道，输入端的个数与输出端的个数有以下关系： 二进制编码器 编码器的输出代码可以是原码形式也可以是反码形式。 与十进制数数值对应的二进制码为原码。 把原码各位取反得到的码为反码。 二进制编码器 例：设计一个输入为8个高电平有效信号，输出为原码输出的3位二进制编码器。 组合逻辑电路设计步骤？ 二进制编码器 真值表 二进制编码器 逻辑表达式 二进制编码器 化简 二进制编码器 逻辑表达式 二进制编码器 逻辑电路图（注意：与I0无关） 二进制编码器 思考：如果用与非门实现的话，Y2、Y1、Y0的表达式该如何变？ 二进制优先编码器 二进制编码器：要求任何时刻只能有一个有效输入。 如果某时刻同时出现多个有效输入该如何处理？ 设定优先级（priority）即采用优先编码器。 不是对所有有效输入信号进行编码，而是根据设计时规定好的信号优先编码顺序，选择其中相对优先级最高的输入信号进行编码。 二进制优先编码器 例：设计一个8线-3线优先编码器，在输入的8个信号I0~I7中，I7的优先级最高，I6次之，依此类推，I0最低。 二进制优先编码器 真值表 二进制优先编码器 逻辑表达式 二进制优先编码器 逻辑图 二进制优先编码器 中规模集成优先编码器 等效门符号（摩根定理） 二-十进制优先编码器 二-十进制优先编码器：BCD码编码器 真值表：教材P112 表3-9 逻辑图：教材P112 图3-12 译码器（Decoder） 译码：把代码状态的特定含义翻译过来的过程为译码。 译码器：实现译码操作的逻辑电路。就是把一种代码转换为另一种代码的电路。 一般说来，输出编码比输入编码位数多。 一种最常用的情况 译码器 设二进制译码器的输入端为n个，则输出端为2n个，且对应于输入代码的每一种状态，2n个输出中只有一个为1（或为0），其余全为0（或为1）。 二进制译码器可以译出输入变量的全部状态，故也称为变量译码器。 译码器 二进制译码器 译码器 2-4译码器 大规模元件的逻辑符号 译码器 例 设计一个3线-8线译码器 译码器 译码器 集成二进制3-8译码器 集成二进制3-8译码器 思考：用74x138设计 5-32 译码器 32个输出需要多少片74x138？ 控制任何时刻只有一片工作 —— 利用使能端 5个输入的低3位控制输入 5个输入的高2位控制片选 —— 利用 2-4 译码器 用译码器和逻辑门实现逻辑函数 用译码器和逻辑门实现逻辑函数 用译码器和逻辑门实现逻辑函数 七段显示译码器 七段显示译码器 输入信号：BCD码（用A3A2A1A0表示） 输出：七段码（的驱动信号）a ~ g 1 表示亮，0 表示灭 二－十进制译码器 Y0 Y1 Y2 Y3 G A B 1/2 74x139 Y0 Y1 Y2 Y3 G A B 1/2 74x139 Y0 Y1 Y2 Y3 G A B 1/2 74x139 G_L A B Y0_L Y1_L Y2_L Y3_L 真 值 表 逻辑表达式 逻 辑 图 3 线 | 8 线 译 码 器 N0 N1 N2 N3 EN_L +5V D0_L D7_L D8_L D15_L 用74x138设计4-16译码器 思路： 16个输出需要 片74x138？ Y0 Y7 A B C G1 G2A G2B Y0 Y7 A B C G1 G2A G2B U1 U2 任何时刻只有一片在工作。 4个输入中， 哪些位控制片选 哪些位控制输入 F = ?(X,Y,Z) (0,3,6,7) = ? (X,Y,Z) (1,2,4,5) 对于二进制译码器：Yi = EN · mi 当使能端有效时，Yi = mi 对低电平有效输出：Yi_L = Yi’ 当使能端有效时，Yi_L = mi’ = M