8线-3线编码器
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
（√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出C ．电路中的时延D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→0113．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．01014．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。
8线-3线编码器
表
输 出 I3 0 0 0 1 0 0 I2 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 Y 2 Y 1Y 0 0 0
说明：输入高电平有效,Y2为最高位（8421BCD码）
0
4 0
0
0 0
1
1
根据真值表写函数表达式（与-或式）: Y2=I4+I5+I6+I7
Y1=I2+I3+I6+I7 Y0=I1+I3+I5+I7
直接实现 Y2=I4+I5+I6+I7 Y1=I2+I3+I6+I7 Y0=I1+I3+I5+I7
Y2 Y1 Y0
1
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
1
1
作业：思考设计二—十进制编码器（输入低电平有 效）
表
输 出 I3 0 0 I2 0 0 Y2 Y1 Y0 0 0
十进 制数 0 1 2 3 4 5 6
输 I7 0 0 1 I6 0 I5 I1 0
入0 0 1 1 2 0 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 输 I7 0 1 0 0 0 I6 0 I5 I1 0 入 I4 I0 0
【新授】
例：设计一个 三位二进制编码器。
--- 8 线-3线编码器
八个输入
I0 I1 I2
.
最多能对 几个信号编码？
编 码 器 Y0 Y1 Y2
三位输出
输入：用I0~I7表示0~7这 8个数字，高电平有效； 输出：用Y0、Y1、Y2表示， 高电平有效。
本节课的任务： 设计该编码器
I7
真 值
Verilog八线-三线优先编码器设计（74LS148）
Verilog⼋线-三线优先编码器设计（74LS148）if语句法1//8线-3线优先编码器设计（74LS148)2//3//EI | A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 | Y2 Y1 Y0 GS EO4//0 | 0 x x x x x x x | 0 0 0 0 15//0 | 1 0 x x x x x x | 0 0 1 0 16//0 | 1 1 0 x x x x x | 0 1 0 0 17//0 | 1 1 1 0 x x x x | 0 1 1 0 18//0 | 1 1 1 1 0 x x x | 1 0 0 0 19//0 | 1 1 1 1 1 0 x x | 1 0 1 0 110//0 | 1 1 1 1 1 1 0 x | 1 1 0 0 111//0 | 1 1 1 1 1 1 1 0 | 1 1 1 0 112//0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 013//1 | x x x x x x x x | 1 1 1 1 1141516module encoder_83 (din, EI, GS, EO, dout);17input [7:0] din; //编码输⼊端data_in，低电平有效18input EI; //使能输⼊端EI（选通输⼊端），EI为 0 时芯⽚⼯作,即允许编码19output [2:0] dout; //编码输出端data_out20output GS; //⽚优先编码输出端，优先编码器⼯作⼯作状态标志GS，低电平有效21output EO; //使能输出端EO（选通输出端）22reg [2:0] dout;23reg GS, EO;24always @(din or EI)25if(EI) begin dout <= 3'b111; GS <= 1; EO <= 1; end //所有输出端被锁存在⾼电平26else if (din[7] == 0) begin dout <= 3'b000; GS <= 0; EO <= 1; end27else if (din[6] == 0) begin dout <= 3'b001; GS <= 0; EO <= 1; end28else if (din[5] == 0) begin dout <= 3'b010; GS <= 0; EO <= 1; end29else if (din[4] == 0) begin dout <= 3'b011; GS <= 0; EO <= 1; end30else if (din[3] == 0) begin dout <= 3'b100; GS <= 0; EO <= 1; end31else if (din[2] == 0) begin dout <= 3'b101; GS <= 0; EO <= 1; end32else if (din[1] == 0) begin dout <= 3'b110; GS <= 0; EO <= 1; end33else if (din[0] == 0) begin dout <= 3'b111; GS <= 0; EO <= 1; end34else if (din == 8'b11111111) begin dout <= 3'b111; GS <= 1; EO <= 0; end//芯⽚⼯作，但⽆编码输⼊35else begin dout <= 3'b111; GS <= 1; EO <= 1; end //消除锁存器（latch）36endmodule3738//EI = 0 表⽰允许编码，否则所有输出端被封锁在⾼电平（控制芯⽚⼯作）39//EO = 0 表⽰电路⼯作，但⽆编码输⼊（⽤于级联）40//GS = 0 表⽰电路⼯作，且有编码输⼊（判断输⼊端是否有输⼊）testbench：1 `timescale 1 ps/ 1 ps2module encoder_83_vlg_tst();3reg EI;4reg [7:0] din;5wire EO;6wire GS;7wire [2:0] dout;8 encoder_83 i1 (.EI(EI), .EO(EO), .GS(GS), .din(din), .dout(dout));9initial10begin11 EI = 1;12 din = 8'b11111111;13 #10 EI = 0;14 #10 din = 8'b01010101;15 #10 din = 8'b10101010;16 #10 din = 8'b11010101;17 #10 din = 8'b11101010;18 #10 din = 8'b11110101;19 #10 din = 8'b11111010;20 #10 din = 8'b11111101;21 #10 din = 8'b11111110;22 #10 din = 8'b11111111;23end24endmoduleView Codecase语句法1//8线-3线优先编码器设计（74LS148)2//3//EI | A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 | Y2 Y1 Y0 GS EO4//0 | 0 x x x x x x x | 0 0 0 0 15//0 | 1 0 x x x x x x | 0 0 1 0 16//0 | 1 1 0 x x x x x | 0 1 0 0 17//0 | 1 1 1 0 x x x x | 0 1 1 0 18//0 | 1 1 1 1 0 x x x | 1 0 0 0 19//0 | 1 1 1 1 1 0 x x | 1 0 1 0 110//0 | 1 1 1 1 1 1 0 x | 1 1 0 0 111//0 | 1 1 1 1 1 1 1 0 | 1 1 1 0 112//0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 1 1 013//1 | x x x x x x x x | 1 1 1 1 1141516module encoder_83_case (din, EI, GS, EO, dout);17input [7:0] din; //编码输⼊端data_in，低电平有效18input EI; //使能输⼊端EI（选通输⼊端），EI为 0 时芯⽚⼯作,即允许编码19output [2:0] dout; //编码输出端data_out20output GS; //⽚优先编码输出端，优先编码器⼯作⼯作状态标志GS，低电平有效21output EO; //使能输出端EO（选通输出端）22reg [2:0] dout;23reg GS, EO;24always @(din or EI)25if(EI)26begin dout <= 3'b111; GS <= 1; EO <= 1; end //所有输出端被锁存在⾼电平27else28casez (din) //建议⽤casez语句，casez把z/?匹配成任意。
流水灯电路硬件的功能和组成
流水灯电路硬件的功能和组成1 74LS148D74LS148是8线－3线优先编码器，共有 54/74148 和 54/74LS148两种线路结构型式，将8条数据线（0－7）进行 3 线(4-2-1)二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。
功能表0－7 编码输入端(低电平有效)EI 选通输入端(低电平有效)A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效)GS 片优先编码输出端即宽展端(低电平有效)EO 选通输出端，即使能输出端图72.2 74LS138D74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其74LS138工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
下图是它的原理结构图以及真值表：功能表表1无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚,任何时刻要么全为高电平1--芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。
如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。
71LS138有三个附加的控制端、和。
当、时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。
否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平。
这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
2 74LS04D是个6反相器，整形，隔离，提升带负载能力的作用，即给输入引脚处提供高阻特性，使信号上升时间（上升沿陡峭程度）不受内部电路影响单片机集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU 随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 11111101 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比拟器，输入信号为两个要比拟的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比拟结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，那么Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
〔√，× 〕 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未到达最简 B ．电路有多个输出C ．电路中的时延D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的？A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→0113．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．01014．数据分配器和 有着相同的根本电路结构形式。
图3.103位二进制(8线-3线)编码器的框图
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 010 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 001 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 000 1
该编码器为输入低电平有效
优先编码器74LS148的功能表和逻辑符号
8线－3线优先编码器74LS148的逻辑图和功能表
返回
图3.3.5 二－十进制优先编码器74LS147
0 0 0 0 10 0 0 1 0 0
0 0 0 0 01 0 0 1 0 1
0 0 0 0 00 1 0 1 1 0
0 0 0 0 00 0 1 1 1 1
图3.11 3位二进制编码器
返回
键盘输入8421BCD码编码器（分析）
VCC 1kΩ×10
S0 0
S1 1
S2 2
S3 3
S4 4
S5 5
图3.3.27 双全加器74LS183 （a）1/2逻辑图 （b）图形符号
作业：
• 任选一标准逻辑器件（74系列或4000系列 均可）；
• 查数据手册（datasheet）； • 描述其功能和主要参数； • 用该器件完成一简单设计，并对电路的正
确性进行仿真验证； • 参考网站：
的逻辑图
返回
用两片74LS148接成的16线－4线优先编码器
该编码器为输入低电平有效
返回输Leabharlann 高电平有效双4选1数据选择器74LS153
功能表
输入
使能
地址
S
A1 A0
1 ××
000
001
010
011
输出
Y 0
D0 D1 D2 D3
图3.3.20 双4选1数据选择器74LS153
编码器和译码器
在许多数字设备中，数字信号的运算都是按照二进制代码进行的，而运算的 结果往往又必须转换成十进制的形式显示出来，也可以认为，编码器和译码器都 属于代码转换器类。
在数字电路中，用二进制信息表示特定对象的过程称为编码。能实现编码的 逻辑电路称为编码器。常用的编码器有二进制编码器、二－十进制编码器、优先 编码器等。
A I8 I9 B I4 I5 I6 I7 C I2 I3 I6 I7 D I1 I3 I5 I7 I9
前面讨论的二进制编码器和二－十进制编码器的输入信号是相互排斥的，同 一时刻只允许有一个有效输入信号，若同时有两个以上的输入信号要求编码时， 输出端就会出现错误。而优先编码器可以有多个输入信号同时有效，编码器按照 输入信号的优先级别进行编码。
例7.4 用一个74LS138实现逻辑函数 Y ABC ABC ABC 。
解 Y0 ABC ，Y4 ABC Y，7 ABC
，则
其逻辑图如下图所示。
Y Y0 Y4 Y7 Y 0Y 4Y 7
CT74LS138实现逻辑函数Y的逻辑图
在数字系统装置中，经常需要把数字、文字和符号等二进制编码翻译成人 们习惯的形式，直观地显示出来，以便于查看和对话。这种可以直接驱动显示 器的译码器称为显示译码器。
用门电路实现逻辑电路，如下图所示。
8线－3线编码器逻辑图
用BCD码对十进制数进行编码的电路，称为二－十进制编码器。 其中，输入信号为为 ，输出信号为 ，所以也称为十线－四线译码器。列出 二－十进制编码器的编码表，如下表所示。
二－十进制编码器的编码表
根据二－十进制编码器的编码表可以写出输出逻辑函数表达式为
二进制编码器是用n位二进制表示2n个信号的编码器。以三位二进制编码器 为例进行介绍。
实验二 8线-3线编码器设计
实验名称 8线-3线编码器设计指导老师尚丽娜成绩专业电科班级 1102 姓名汪磊学号31102333一、实验目的1、学习QuartusII软件，学习使用硬件描述语言设计电路。
2、学习DE1平台基本构成，能够使用DE1平台进行简单设计。
二、实验要求使用QuartusII文本输入法设计8线-3线编码器。
使用QuartusII软件进行文本输入，并对设计电路进行仿真，并下载到硬件平台，自行定义硬件平台使用端口。
三、实验设备PC机、DE1硬件平台四、实验原理根据8线—3线编码器的真值表原理进行实验，下表为8线—3线编码器的真值表五、实验过程library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity bm8_3 isport(a:in std_logic_vector(7 downto 0);b:out std_logic_vector(2 downto 0));end bm8_3;architecture zhang of bm8_3 isbeginprocess(a)begincase a iswhen"00000001"=>b<="000";when"00000010"=>b<="001";when"00000100"=>b<="010";when"00001000"=>b<="011";when"00010000"=>b<="100";when"00100000"=>b<="101";when"01000000"=>b<="110";when others=>b<="111";end case;end process;end zhang;六、实验结果该程序还存在一些不足，当出现10000000是和非正常输入的时候是一样的输出，所以我们进行了一些修改，修改程序与结果如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity e isport(a:in std_logic_vector(7 downto 0);b:out std_logic_vector(3 downto 0));end e;architecture zhang of e isbeginprocess(a)begincase a iswhen"00000001"=>b<="0000";when"00000010"=>b<="0001";when"00000100"=>b<="0010";when"00001000"=>b<="0011";when"00010000"=>b<="0100";when"00100000"=>b<="0101";when"01000000"=>b<="0110";when"10000000"=>b<="0111";when others=>b<="1111";end case;end process;end zhang;思考题一：思考题二：entity e isport(a:in bit_vector(7 downto 0);b:out bit_vector(3 downto 0)); end e;architecture zhang of e isbeginprocess(a)begincase a iswhen"00000001"=>b<="0000";when"00000010"=>b<="0001";when"00000100"=>b<="0010";when"00001000"=>b<="0011";when"00010000"=>b<="0100";when"00100000"=>b<="0101";when"01000000"=>b<="0110";when"10000000"=>b<="0111";when others=>b<="1111";end case;end process;end zhang;七、心得体会对操作更加熟练，加深对其的认识。
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表
输 出 X3 1 0 1 1 1 0 0 0 X2 Y2 Y1 Y0 0 0
说明：输入低电平有效,Y2为最高位（8421BCD码）
2
1 3
1
0 1
0
4 1
1
X5 X4 X1 X0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1
1 1 0
0பைடு நூலகம்
0
1
1 0
1
0
1
1
根据真值表写函数表达式（与-或式）: Y2=X4+X5+X6+X7
画图
逻辑 电路 图
分析实际逻辑功能时，首先要确定输入量、输出量，并 进行状态赋值，搞清楚输入量、输出量的逻辑关系，这非 常重要！
【新授】
例：设计一个 三位二进制编码器。
--- 8 线-3线编码器
八个输入
X0 X1 X2
.
最多能对 几个信号编码？
编 码 器 Y0 Y1 Y2
三位输出
本节课的任务： 设计、制作该编 输入：用X0~X7表示0~7这 码器
8个数字，低电平有效；
X7
输出：用Y0、Y1、Y2表示， 高电平有效。
真 值
说明：输入低电平有效,Y2为最高位
表
输 出 X3 1 0 0 X2 Y2 0 0 Y1 Y0
十进 制数 0
输 X7 1 1 X6
入
X5 X4 X1 X0 1 1 1 1
1 2 3 4 5 6
真 值
十进 制数 0 1 1 1 1 1 输 X7 X6 1 1 入
画一画：画出用与非门实现的编码器的接线图 Y2=X4 X5 X6 X7
5V
Y1=X2 X3 X6 X7
Y0=X1 X3 X5 X7
Y2 Y1 Y0
VCC
14
D2 C2 NC B2 A2 Y2
13
12 11 10 9
VCC
14
D2 C2 NC B2 A2 Y2
13
12 11 10 9
8
8
芯片A 74LS20
注意：
1.接线、更换元件时，应注意切断电源； 2.集成块的电源和地不能接反，同一个门电路的导线颜色
选择最好一致；
3.电源采用5V直流电； 4.小组学生应轮流动手操作，仔细连接线路，观察实验结 果。 5.要严格按照实验规章进行操作，严防电源短路现象。
学生验证结果、总结评价
作业：1.思考设计二—十进制编码器（输入与输
1
芯片B 74LS20
5 6
2
3
4
7
1
2
3
4
5
6
7
A1 B1 NC C1 D1
Y1 GND
A1 B1 NC C1 D1
Y1 GND
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
做一做：根据设计好的电路正确地组装电路
【输入信号用八个开关（开：1，关：0）表示， 输出用三个发光二极管（亮：1，灭：0）表示】
8线-3线编码器的设计与制作
*** 六合职业教育中心校
【知识回顾】
1.什么是编码器？
在逻辑电路中，编码器是将有特定意义的输 入数字信号、文字符号等，编成相对应的若干位 二进制代码形式输出的组合逻辑电路。
【知识回顾】
2.组合逻辑电路的设计步骤:
实际 逻辑 功能
列表
真值 表
推导
逻辑 表示 式
化简
最简 表达 式
Y1=X2+X3+X6+X7 Y0=X1+X3+X5+X7
直接实现 Y2=X4+X5+X6+X7 Y1=X2+X3+X6+X7 Y0=X1+X3+X5+X7
Y2 Y1 Y0
1
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1
1
“与非-与非式”实现：
Y2=X4+X5+X6+X7=X4 X5 X6 X7 Y1=X2+X3+X6+X7=X2 X3 X6 X7 Y0=X1+X3+X5+X7=X1 X3 X5 X7
出均高电平有效）；
2.完成工作业剩下的内容。
VCC D2
14 13
C2 NC B2 A2 Y2
12 11 10 9 8
1
2
3
4
5
6
7
A1 B1 NC C1
D1
Y1 GND
74LS20 4输入端双与非门 第一个与非门的输入引脚为 出； 1、2、4、5 ，对应 6 8 脚为输 脚为
第二个与非门的输入引脚为 9、10、12、13 ，对应 输出； 14 7 电源为 脚；接地为 脚。