数字电路译码与译码器
译码器设计与应用(logisim源代码
译码器是一种数字逻辑电路，用于将给定的二进制代码转换为相应的输出信号。
在Logisim 中，可以使用内置的译码器组件来设计和应用译码器。
以下是一个简单的7线到4线译码器的设计和应用示例：打开Logisim并创建一个新的电路。
在工具栏中选择“7 to 4 Decoder”组件，并将其拖动到电路中。
将7个输入线（A-G）连接到该组件的相应输入端口。
将4个输出线（Y0-Y3）连接到该组件的相应输出端口。
根据需要添加其他电路组件（例如AND门、OR门、NOT门等），以便在译码器输出基础上进行进一步的处理。
运行电路并观察输出结果。
以下是一个简单的7线到4线译码器的Logisim源代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.numeric_std.all;entity decoder isport (A : in std_logic_vector(2 downto 0);G : in std_logic;Y : out std_logic_vector(3 downto 0));end entity decoder;architecture arch of decoder isbeginprocess(A, G) begincase A iswhen "000" => Y <= "0000"; -- 0000when "001" => Y <= "0001"; -- 0001when "010" => Y <= "0010"; -- 0010when "011" => Y <= "0011"; -- 0011when "100" => Y <= "0100"; -- 0100when "101" => Y <= "0101"; -- 0101when "110" => Y <= "0110"; -- 0110when "111" => Y <= "0111"; -- 0111when others => Y <= "ZZZZ"; -- all outputs are high-impedanceend case;end process;end architecture arch;。
数字电路实验二--译码器实验报告深圳大学--郭治民
深圳大学实验报告实验课程名称：数字电路与逻辑设计实验项目名称：译码器学院：计算机与软件学院专业：计算机科学与技术报告人：郭治民学号： 2011150117 班级： 3 同组人：姜峰指导教师：李琰实验时间： 2012-10-23实验报告提交时间： 2012-11-05教务处制实验报告包含内容一、实验目的与要求1．了解和正确使用MSI组合逻辑部件；2．掌握一般组合逻辑电路的特点及分析、设计方法；3. 学会对所设计的电路进行静态功能测试的方法；4. 观察组合逻辑电路的竞争冒险现象。
二、实验说明译码器是组合逻辑电路的一部分。
所谓译码就是不代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。
译码器分成三类：1．二进制译码器：把二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应输出信号的电路。
如中规模2线—4线译码器74LS139，3线—8线译码器74LS138等。
2.二—十进制译码器：把输入BCC码的十个代码译成十个高、低电平信号。
3．字符显示译码器：把数字、文字和符号的二进制编码翻译成人们习惯的形式并直观地显示出来的电路，如共阴极数码管译码驱动的74LS48（74LS248），共阳极数码管译码驱动的74LS49（74LS249）等。
3、实验设备1． RXB-1B数字电路实验箱2．器件74LS00 四2输入与非门74LS20 双4输入与非门74LS138 3线—8线译码器四、任务与步骤任务一：测试3线—8线译码器74LS138逻辑功能将一片3线—8线译码器74LS138插入RXB-1B数字电路实验箱的IC空插座中，按图3-15接线。
A0、A1、A2、STA、STB、STC端是输入端，分别接至数字电路实验箱的任意6个电平开关。
Y7、Y6、Y5、Y4、Y3、Y2、Y1、Y0输出端，分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意8个发光二极管的插孔8号引脚地接至RXB—IB型数字电路实验箱的电源“”，16号引脚+5V接至RXB-1B数字电路实验箱的电源“+5V”。
北京邮电大学数字电路2-3
Y0 Y1 Y2 Y3 1111 0111 1011
1101 1110
3. 应用举例 （1)提供片选
用3－8译码器构成4－16译码器
A0
Y0 0000
A1
Y1 0001
A2
Y2 0010
GA
74LS138
Y3 Y4
Y5
0011 0100 0101
GB
Y6 0110
GC
Y7 0111
74LS139
1A1 1Y0
1A0
1Y1
1Y2
1G
1Y3
2A1 2Y0
2A0
2Y1 2Y2
2G
2Y3
74LS139
1A1 1Y0
1A0
1Y1
1Y2
1G
1Y3
2A1 2Y0
2A0
2Y1 2Y2
2G
2Y3
两片双2:4译码器构成8路数据分配器。
(5) 译码器的其他应用
一个3位二进制数等值比较器。
2、 二－－十进制译码器（74LS42）
数数
1
点点
LLTT RRBBII RRBBOO
AA33AA22AA11AA
LLTT RRBBII RRBBOO
AA33AA22AA11AA
LLTT RRBBII RRBBOO
AA33AA22AA11AA
LLTT RRBBII RRBBOO
AA33AA22AA11AA
LLTT RRBBOO RRBBII
输入：8421BCD 码； 输出：与十进制数字相对应的10个信号 。
A3 A2 A1 A0 0000 000 1 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
数字电路译码器PPT课件
(2) 写出标准与—或表达式→与
S1
非表达式。
S2
Y1 ABC ABC C
S3
= ABC ABC ABC ABC ABC
74LS138
= m1 m3 m5 m6 m7
Y 9 A3 A2 A1A0 …
Y 15 A3 A2 A1A0
第27页/共45页
A
S1
S2
S3
D
C B
(4) 画连线图
令A3=A、A2=B、A1=C、A0=D
S1 S2 S3
& Y
第28页/共45页
6.2.3 显示译码器
能够显示数字的器件称为数字显示器。 显示译码器----将与数字对应的二进制代码翻译成数字 显示器所能识别的信号的译码器。
Y3 A2 A1A0 m3
Y4 A2 A1 A0 m4
Y5 A2 A1A0 m5
令A2=A、A1=B、A0=C
Y6 A2 A1 A0 m6 Y7 A2 A1A0 m7
Y m1m3 m5 m6 m7 Y1Y 3Y 5Y 6Y 7
Y2 m0 m7 Y 0Y 7
第24页/共45页
第26页/共45页
(3) 将逻辑函数式和4-16译码器输出表达式比较
Y 0 A3 A2 A1A0
Y 1 A3 A2 A1A0 Y 2 A3 A2A1A0 … Y 7 A3A2 A1A0
Y 8 A3 A2 A1A0
令A3=A、A2=B、A1=C、A0=D
F m0 m1m3 m14 m15 Y 0Y 1Y 3Y 14Y 15
S1
编码器和译码器教案
编码器和译码器教学目标：1、理解编码器、译码器、显示器的电路结构和工作原理；2、掌握组合逻辑电路的分析方法；教学重点：编码器、译码器、显示器的功能和正确使用教学难点：编码器、译码器的工作原理分析教学过程：一、复习各种进制之间的转换二、新授课基础知识基本组合逻辑电路在实际生产和日常生活中所遇到的逻辑问题无穷无尽，解决这些问题相应的数字电路也不可胜数，但若按电路逻辑功能分类，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路在任一时刻的输出仅取决于该时刻电路的输入，而与电路过去的输入状态无关；时序逻辑电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还取决于电路原来的状态，或者说与电路过去的输入及输出也有关系。
本任务涉及的是组合逻辑电路，时序逻辑电路将在后续任务中学习。
组合逻辑电路应用十分广泛，常见的基本组合逻辑电路有编码器、译码器、数据选择器、数据分配器和加法器等。
㈠编码器在二进制运算系统中，每一位二进制数只有0和1两个数码，只能表达两个不同的信号或信息。
如果要用二进制数码表示更多的信号，就必须采用多位二进制数，并按照一定的规律进行编排。
把若干个0和1按一定的规律编排在一起，组成不同的代码，并且赋予每个代码以固定的含意，这就叫做编码。
例如，可以用三位二进制数的八组编码表示十进制数的0~7，把十进制数的0编成二进制数码000，把十进制数的1编成二进制数码001，……，把十进制数7编成二进制数码111。
这样，每组二进制数码都被赋予了十进制数0~7的固定含意。
能完成上述编码功能的逻辑电路称为编码器。
⒈二进制编码器将所需信号编为二进制代码的电路称为二进制编码器。
一位二进制代码可以表示两个信号，两位二进制代码有00、01、10、11四种组合，因而可以表示四个信号。
以此类推，用n位二进制代码，则有2n种数码组合，可以表达2n个不同的信号。
反之，要表示N个信息所需的二进制代码应满足2n N。
图5-20是3位二进制编码器示意图，I0~I7是编码器的8路输入，分别代表十进制数0~7的八个数字（或八个要区分的不同信号）；Y0、Y1、Y2是编码器的三个输出。
译码器的原理和应用
译码器的原理和应用1. 译码器的基本概念译码器是一种能够将输入的编码信号转换为特定输出的电子设备。
它通常用于数字系统中，用来解码输入信号并输出相应的控制信号。
译码器的主要功能是将输入信号解码为特定的输出信号，从而控制系统的工作。
译码器由输入端、译码逻辑和输出端组成。
2. 译码器的原理译码器的原理是基于布尔代数和逻辑电路的运算规则。
它使用不同的逻辑门实现对输入信号的解码。
常见的译码器有二进制译码器、BCD译码器和十进制译码器等。
2.1 二进制译码器二进制译码器是最基本的译码器类型。
它将输入的二进制编码转换为相应的输出信号。
常见的二进制译码器有2-4译码器、3-8译码器和4-16译码器等。
这些译码器通过将输入信号与特定的逻辑门进行组合，从而实现对输入信号的解码。
2.2 BCD译码器BCD译码器是将二进制编码转换为BCD码的译码器。
BCD码是一种用于表示十进制数字的编码形式。
BCD译码器通常用于将二进制信号转换为七段显示数码管所需的信号，从而实现数字显示。
2.3 十进制译码器十进制译码器是将二进制编码转换为十进制数字的译码器。
它通常使用BCD码或其他编码形式表示十进制数字，并将输入的二进制信号转换为对应的十进制数字。
3. 译码器的应用译码器在数字系统中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 数字系统的控制译码器通常用于数字系统的控制功能。
例如，它可以将输入的编码信号转换为特定的控制信号，来控制数字系统中的各个模块的工作。
通过不同的输入信号解码，译码器可以实现对数字系统的灵活控制。
3.2 数字显示译码器在数码管的控制中起着重要的作用。
它将输入的编码信号转换为七段数码管所需的信号，从而实现数字的显示。
3.3 键盘扫描译码器也可以用于键盘扫描。
通过将键盘上按键对应的编码信号解码，译码器可以判断用户按下的是哪一个按键，从而实现对键盘输入的处理。
3.4 时序控制译码器可以用于时序控制电路中。
通过将输入信号解码为相应的控制信号，译码器可以实现对时序控制电路的控制，例如时钟、定时器和计数器等。
译码器及其应用实验报告
一、实验目的1. 理解译码器的基本原理和功能。
2. 掌握中规模集成译码器（如74HC138）的逻辑功能和使用方法。
3. 熟悉译码器在数字系统中的应用，如地址译码、信号控制等。
4. 提高动手能力和实验操作技能。
二、实验器材1. 数字逻辑电路实验板2. 74HC138 3-8线译码器3. 数码管显示器4. 连接线5. 电源6. 计算器三、实验原理译码器是一种将输入的二进制代码转换成特定输出的逻辑电路。
它广泛应用于数字系统中，如地址译码、信号控制、编码器/译码器等。
本实验以74HC138 3-8线译码器为例，介绍译码器的基本原理和应用。
74HC138是一种常见的3-8线译码器，它具有3个地址输入端（A2、A1、A0）和8个输出端（Y0-Y7）。
当输入端A2、A1、A0的编码为000、001、010、011、100、101、110、111时，相应的输出端Y0-Y7输出低电平，其他输出端输出高电平。
四、实验内容1. 译码器功能测试（1）按照实验指导书连接电路，将74HC138的输入端A2、A1、A0连接到数字逻辑电路实验板的地址输入端。
（2）将译码器的输出端Y0-Y7连接到数码管显示器的输入端。
（3）根据74HC138的功能表，输入不同的地址码，观察数码管显示器的输出结果。
2. 地址译码电路设计（1）设计一个简单的地址译码电路，将输入端A0、A1、A2作为地址输入，输出端Y0-Y7作为片选信号。
（2）根据地址译码电路的设计，编写程序，实现数据的输入输出。
五、实验步骤1. 译码器功能测试（1）连接电路：将74HC138的输入端A2、A1、A0连接到数字逻辑电路实验板的地址输入端，将输出端Y0-Y7连接到数码管显示器的输入端。
（2）设置地址码：使用计算器设置地址码（A2、A1、A0），例如000、001、010、011、100、101、110、111。
（3）观察输出结果：观察数码管显示器的输出结果，确认是否与74HC138的功能表一致。
编码器和译码器教案
编码器和译码器教案一、教学目标1.知识目标：（1）了解编码器和译码器的概念和原理；（2）掌握基本的编码器和译码器的实现方法；（3）理解编码器和译码器在数字电路中的应用。
2.能力目标：（1）能够使用编码器将多个输入信号转化为二进制代码；（2）能够使用译码器将二进制代码转化为多个输出信号；（3）能够设计简单的编码器和译码器电路。
3.情感目标：（1）培养学生的实践动手能力；（2）激发学生对数字电路的兴趣。
二、教学内容1.编码器（1）什么是编码器：编码器是一种将多个输入信号转化为相应的二进制代码输出的数字电路。
（2）编码器的分类：优先级编码器、十进制至二进制编码器等。
（3）编码器的原理：根据输入信号的不同，将其转化为相应的二进制代码。
2.译码器（1）什么是译码器：译码器是一种将二进制代码转化为相应的多个输出信号的数字电路。
（2）译码器的分类：BCD-7段译码器、优先级译码器等。
（3）译码器的原理：根据输入的二进制代码，将其转化为相应的输出信号。
三、教学过程1.导入新知识通过提问的方式，引导学生思考编码器和译码器的用途和作用。
2.理论讲解（1）编码器的原理和分类。
（2）译码器的原理和分类。
3.实例演示（1）以4-2编码器和2-4译码器为例，通过实际电路图和真值表进行演示，让学生对编码器和译码器的实现原理有更直观的了解。
（2）通过实际电路图和真值表演示优先级编码器和BCD-7段译码器的实现原理。
4.实践操作（1）由教师带领学生进行编码器和译码器的实践操作，学生根据教师给出的真值表，设计相应的电路图。
（2）学生自行设计编码器和译码器的电路图并进行实践操作。
5.总结复习由学生回答问题的方式，对编码器和译码器的原理和分类进行总结复习。
四、教学评价1.通过实践操作，考察学生对编码器和译码器的实现方法的掌握情况。
2.提问学生，检查学生对编码器和译码器的理解程度。
3.让学生展示他们自己设计的编码器和译码器电路图，并解释其原理和实现方法。
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HY0 HA2 A1 A0 H H L
H Y1 H A2 A1 A0 H H
H Y2 H A2 A1 A0 H H
H
H H
L
L L
L
L L
L
H H
H
L L
H
L H
H
H
H
H
L
H
H Y3 A2 A1 A0 H H H
L H H L H H
Y4 A2 A1 A0 H H H
Y5 A2 A1 A0 H H H
• 4线-2线编码→2线－4线译码 • 8线-3线编码→3线－8线译码 • 16线-4线编码→4线－16线译码
二进制译码器
全译码（无伪码输入）
………
………
多位二进制信号
• 10线-4线编码→4线－10线译码 各类BCD码制信号
二—十进制译码器
部分译码 拒绝伪码 不拒绝伪码
b) 码制转换译码器
各类BCD码制或二进制信号相互转换
18
3–8线全译码器能产生三变量函数的全部最小项。 74××138集成译码器功能表 基于这一点能够方便地实现任意三变量逻辑函数。 输 入 输 出
G1如何实现多于三变量的任意逻辑函数？ 3 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y × × L H H H H X × L L L × H × L L L × × × L L L × × × L L H × × × L H L H H H L H H H H H L H H H H H H H Y4 H H H Y5 H H H H Y6 H H H H H Y7 H H H H H H H H
74138工作条件 ： G1=1，G2A=G2B=0
Y0 A2 A1 A0 ABC
Y2 A2 A1 A0 ABC
+5V
Y4 A2 A1 A0 ABC
Y7 A2 A1 A0 ABC
F Y0 Y2 Y4 Y7 ABC ABC ABC ABC
20
Si m1 m2 m4 m7 m1 m2 m4 m7 Y1 Y2 Y4 Y7
Ci 1 m3 m5 m6 m7 m3 m5 m6 m7 Y3 Y5 Y6 Y7
21
4.5.3 七段显示译码器
1. 数字显示框图
17
用74××138实现任意组合逻辑函数
例 用74××138译码器实现函数
F ( ABC ) ABC ABC ABC ABC m 0, 2, 4, 7
Y0 A B C A2 A1 A0 74138 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G1 G2A G2B & F
计数器 脉冲信号 译码器 驱动器 显示器 KHz
2. 半导体发光二极管七段显示器件
a
a
f e g b
a
b
b
c
c
d
d
e
c d
e f g
f g
显示器分段布局图
共阳极显示器 共阴极显示器 要点亮共阳极显示的某一段，如何驱动？
22
3. 七段数码显示原理
a b c d e f g 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1
c) 译码器的扩展使用
• 用较低位数译码器实现任意位数译码 • 利用译码器实现任意逻辑函数
d) 数字显示译码器
3
e) 二进制译码器
译码输入：n位二进制代码 译码输出m位控制信息：
m=2n
译码规则：对应输入的一组二进制代码有且仅有 一个输出端为有效电平，其余输出端为相反电平
4
译码器——二进制译码器
A0 A1 A2 G1 G2A G2B
Q0
74LS138
…
Q7
(a)
(b)
8
2. 集成译码器典型产品 c) 4－10线译码器 74145、7442、 7443、7444
A0 A1 BIN DEC 0 1 1 4-10 2 2 3 线 4 译 4 5 码 器 6 8 7 8 9 Q0
单个 4－10线译码器； 分别为 8421BCD（74145）、 8421BCD（7442）、余3 码（7443）、余3格雷码 输入（7444）； 译码输出低电平有效（74145同时 为OC 输出）； 无译码使能端； 封装：DIP16；
L L X X X X H H H H H H H H
H H H H H H H H L L L L L L L L D D D D D D D D L L L L H H H H L L H H L L H H L H L H L H L H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D H H H H H H H H D
6
2. 集成译码器典型产品 a) 双2－4线译码器 74××139
1A0 双 2-4 线 译 码 器 1Q0 1Q1 1Q2 1Q3 2Q0 2Q1 2Q2 2Q3
两个完全独立 2－4 线二进制译 码器； 译码输出低电平有效； 1个低电平有效译码使能端； 封装：DIP16；
1A1 1S 2A0 2A1 2S
7448功能框图
25
c) 集成电路显示译码器7448功能表
十进制 或功能
输 入 LT RBI D C B
BI/ A RBO a b
输出 c d e f g
字 形
0 1 2 3 15
消 隐
H H H H H
L L L L × L L L H × L L H L × L L H H × H H H H
0 0 0
0 0 1
14
第二片工作
d)译码器应用
数据分配器：相当于有多个输出的单刀多掷开关， 将从一个数据源来的数据分时送到多个不同的通 道上去的逻辑电路。
Y0 Y1 数据输入
Y7 通道选择信号
数据分配器示意图
15
译码器作为数据分配器
以74LS138为例说明用译码器实现数据分配器
Y0
74138 数据输入
3 个 输 入 端
A
1
1
&
Y5
B
1
1
&
Y6
& C 1 1
Y7
11
b)
输 G1 × × L H H H G2A H X × L L L G2B × H × L L L A × × × L L L
74××138集成译码器功能表
入 B × × × L L H C × × × L H L Y0 H H H L H H Y1 H H H H L H 输 Y2 H H H H H L Y3 H H H H H H Y4 H H H H H H 出 Y5 H H H H H H Y6 H H H H H H Y7 H H H H H H
1
0
d) 用74××138实现4－16线译码（留作习题）
13
例：用3—8译码器 构成4—16译码器
X0-X3：译码输入 E：译码控制 E=0，译码 E=1，禁止译码 X3-X0：0000-0111， 000-111 0 0 1 译码输入 第一片工作 X3-X0：1000-1111 000-111 1 0 1 译码输入
有效电平为“1”
有效电平为“0”
5
4.5.2 集成译码器
以二进制集成译码器为代表 1. 集成译码器框图
x0 x1 二进制 译码器 y0 y1
n 个输 入端
若干个 使能输 入端EI
2n个输 出端
xn-1
y n1
EI 使能输入
当使能输入端EI有效时，对应每一组输入代码，只有 其译码对应的一个输出端为有效输出，其余输出端均 为无效输出。
D G2A
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 D
数据输出
Y2 (G1 G2 A G2 B ) A2 A1 A0 G2 A
A0
A1
A2 G2B
Y7 G1
0 １ 0
地址 输入
１
EN
16
74138译码器作为数据分配器时的功能表
输 入 输 出
G1 G2B G2A A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
H
H H
L
L L
L
L L
L
H H
H
L L
H
L H
H
H H
H
H H
H
H H
L
H H
H
L H
H
H L
H
H H
H
H H
H
H
L
L
L
L
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H
L
12
c) 74××138基本应用
Y0 D2 D1 D0 A2 A1 A0 74138 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 G1 G2A G2B Y7 /Q0 /Q1 /Q2 /Q3 /Q4 /Q5 /Q6 /Q7
a
f e d
共阴极显示器
23
g
b
c
4. 集成显示译码／驱动器7447(共阳极)、7448(共阴极) a) 内部电路（47、48电路相同，仅输出有效电平不同） 3个控制端
4个输入端7个输出端逻辑图 Nhomakorabea24