2.2.3译码器解析
332 译码器.
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11
例3-4 试用74LS138译码器实现逻辑函数：
F(A, B,C) m(1,3,5,6,7)
解：因为 Yi mi (i 0,1,2,7)
则 F ( A, B,C) m(1,3,5,6,7)
m1 m3 m5 m6 m7
m1 m3 m5 m6 m7
Y1 Y3 Y5 Y6 Y7
30
(2) LED数码管 LED数码管又称为半导体数码管，它是由多个 LED按分段式封装制成的。LED数码管有两种形式： 共阴型和共阳型。
高电平驱动
低电平驱动
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公共阴极
公共阳极
图3-14 七段显示LED数码管
(a) 外形图 (b) 共阴型 (c) 共阳型
31
2．七段显示译码器
（1）七段字形显示方式 LED数码管通常采用图3-15所示的七段字形
输出5 端
高电平 有效
表3-6 74LS138的功能表
低电平 有效
禁止 译码
译 码 工 作
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译中为0
6
低电平有 效输出
三位二进 制代码
使能端
图3-8 74LS138的逻辑符号
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7
74LS138的逻辑功能
三个译码输入端（又称地址输入端）A2、
A1、A0，八个译码输出端 Y0~Y7，以及三个控制 端（又称使能端）S1、S2 、S3。
十进
制数 LT
０１ １１ ２１ ３１
４１ ５１ ６１ ７１
表4.15 74LS47功能表
输入
RBI D C B A
１ ００００ × ０００１ × ００１０ × ００１１
译码器的原理及应用
译码器的原理及应用1. 译码器的定义译码器是一种数字电路，用于将输入的数字信号转换为对应的输出信号。
它是一种逻辑电路，根据特定的编码规则将输入的信息解码成对应的输出信号。
译码器通常用于将二进制码转换为十进制数、BCD码、7段LED显示等形式。
2. 译码器的原理译码器的原理基于布尔代数和逻辑门电路。
它通过使用多个逻辑门电路来实现输入信号的解码，并产生对应的输出信号。
具体的原理如下：•输入信号：译码器通常具有多个输入引脚，每个引脚对应一个输入信号。
这些输入信号可以是二进制码、BCD码等。
输入信号经过逻辑门电路的处理后，产生对应的输出信号。
•逻辑门电路：译码器通常使用与门、或门、非门等逻辑门电路来进行信号的处理。
通过组合这些逻辑门电路，可以实现对不同编码方式的解码。
•解码规则：译码器的解码规则是根据具体应用的需求而设计的。
比如，对于二进制码译码器，可以将二进制输入码转换为十进制、BCD码等形式的输出信号。
3. 译码器的应用译码器广泛应用于数字电路和计算机系统中，其主要应用包括但不限于以下几个方面：•数字显示：译码器可将输入的二进制码或BCD码转换为7段LED显示的数字，用于显示数字信息。
这在计算器、计时器、计数器等设备中非常常见。
•键盘扫描：译码器可用于键盘输入的编码和解码。
它可以将按键的信号编码成二进制码，或将二进制码解码成对应的按键信号。
•地址解码：在计算机系统中，译码器用于将CPU发送的地址信号解码成特定的存储单元。
这在内存控制、外设控制等方面非常重要。
•控制信号：译码器还可用于解码CPU生成的控制信号，例如时序信号、使能信号等。
这对于保证计算机系统的正常运行非常关键。
4. 译码器的分类根据其功能和应用场景的不同，译码器可以分为多种类型。
常见的译码器包括但不限于以下几种：•二进制译码器：将二进制码转换为十进制数、BCD码、7段LED数字等。
•BCD译码器：将二进制码转换为BCD码，用于驱动BCD显示器。
译码器说课稿
译码器说课稿一、引言大家好，今天我将为大家分享一篇关于译码器的说课稿。
译码器作为数字电路的重要组成部分，扮演着将数字信号转换为可读信息的关键角色。
本次课程旨在介绍译码器的基本原理、分类以及应用，并通过实例演示加深学生对译码器的理解。
希望通过本课程的学习，学生能够掌握译码器的工作原理和应用场景。
二、课程内容1. 译码器的定义和基本原理译码器是一种数字电路，用于将输入的二进制码转换为相应的输出信号。
其基本原理是根据输入码的不同组合，选择性地激活输出线路。
译码器通常由逻辑门电路组成，如与门、或门等。
2. 译码器的分类2.1 二-四译码器二-四译码器是最基本的译码器之一，其输入为两位二进制码，输出为四个输出信号之一。
通过逻辑门的组合，实现不同输入码对应不同的输出信号。
2.2 三-八译码器三-八译码器是一种更复杂的译码器，其输入为三位二进制码，输出为八个输出信号之一。
通过逻辑门的组合，实现不同输入码对应不同的输出信号。
2.3 优先级译码器优先级译码器是一种特殊的译码器，用于处理具有优先级的输入信号。
当多个输入信号同时激活时，优先级高的输入信号将被优先处理。
3. 译码器的应用3.1 数码管显示译码器常用于数码管显示，将输入的二进制码转换为对应的数码管段选信号。
通过逻辑门的组合，实现不同输入码对应不同的数码管显示。
3.2 键盘扫描译码器也可用于键盘扫描，将键盘输入的二进制码转换为对应的键盘按键信号。
通过逻辑门的组合，实现不同输入码对应不同的按键信号。
3.3 数据传输译码器还可用于数据传输，将输入的二进制码转换为对应的输出信号，实现数据的传输和处理。
4. 实例演示为了更好地理解译码器的工作原理和应用，我们将进行一次实例演示。
以二-四译码器为例，我们将通过逻辑门的组合，实现不同输入码对应不同的输出信号。
通过连接开关和LED灯，我们可以直观地观察到输入码和输出信号之间的对应关系。
五、总结通过本次课程的学习，我们了解了译码器的基本原理、分类以及应用。
2.3编码和译码器课件
2.3.1 编码器
将信号变换为一一对应的特定代码（一般为二进制数 码）的过程称为编码。实现编码的电路称为编码器。 电路模型框图如图2－16所示。
X0
X1 …
Xn-1
编码器
Y0
… Y1 Ym-1
设有n个待编码的信号X0X1,…,Xi,…，Xn-1，有m位输出代码 Y0Y1,…,Ym-1。为了使输入、输出间建立一一对应的关系，即 一个信号一个代码，则输出的位数m，应满足下式：
1
1
(f) 10
(g)
a A3 A2 A1 A0 A2 A1 A0 A3 A2 A1 A0 A2 A1 A0
b A3 A1A0 A3 A1A0 A3 A1A0 A3 A1A0
g A3 A2 A1 A2 A1A0 A3 A2 A1 A2 A1A0
例2.11 设计一个三位二进制码输入的译码器。
解：该题属于变量译码器。因有三位输入代码，可以译成 八种事件，即经译码器后将最多产生8个控制信号，故该译 码器又称为3-8译码器。假定输出低电平有效，高电平无效， 输入变量为Z2、Z1、Z0，输出变量为X0、X1、…、X7，则做出 译码器真值表见表2－8。
m≥ log2 n
例2.10 设计一个有八个输入信号的二—十进制编码器。
解：由于，则编码位数m应为
取m=3。
m≥ log2 n
Z2 X4 X0 X1 X2 X3 X5 X6 X7 X5 X0 X1 X2 X3 X4 X6 X7
X6 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X7 X7 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6
Z0 X1 X3 X5 X7
第四章-译码器
一般LED的工作电流选在5~10mA，但不允许超过最大值（通常为
50mA）。 LED可以直接由门电路驱动。
14
① 半导体发光二极管。
图（a）是输出为低电平时，LED发光，称为低电平驱动； 图（b）是输出为高电平时，LED发光，称为高电平驱动； 采用高电平驱动方式的TTL门最好选用OC门。
R为限流电阻
74HC138的功能表：
输
入
输
出
S1
S
' 2
S3'
0X
A2 A1 A0 Y7' Y6' Y5' Y4' Y3' Y2' Y1' Y0'
X XX 1 1 1 1 1 1 1 1
X 1 X XX 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 01 1 1 1 1 1 1 0 1
4
74LS138的逻辑功能 三个译码输入端（又称地址输入端）A2、
A1、A0，八个译码输出端 Y0~Y7，以及三个控制 端（又称使能端）S1、S2 、S3。
S1 、S2 ，S3 是译码器的控制输入端，当 S1 = 1、S2+ S3 = 0 (即 S1 = 1,S2 和S3 均为0)时，S 输出为高电平，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。
1 0 0 10 1 1 1 1 1 0 1 1
1 0 0 11 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 00 1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 01 1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 10 1 0 1 1 1 1 1 1
编码器和译码器实验报告
实验报告: 编码器和译码器1. 背景在信息传输和存储过程中，编码器和译码器是两个关键的组件。
编码器将信息从一个表示形式转换成另一个表示形式，而译码器则将编码的信息还原为原始的表示形式。
编码器和译码器在各种领域中都得到广泛应用，如通信系统、数据压缩、图像处理等。
编码器和译码器可以有不同的实现方式和算法。
在本次实验中，我们将研究和实现一种常见的编码器和译码器：霍夫曼编码器和译码器。
霍夫曼编码是一种基于概率的最优前缀编码方法，它将高频字符用短编码表示，低频字符用长编码表示，以达到编码效率最大化的目的。
2. 分析2.1 霍夫曼编码器霍夫曼编码器的实现包括以下几个步骤：1.统计字符出现频率：遍历待编码的文本，统计所有字符出现的频率。
2.构建霍夫曼树：根据字符频率构建霍夫曼树。
树的叶子节点代表字符，节点的权重为字符频率。
3.生成编码表：从霍夫曼树的根节点出发，遍历树的每个节点，记录每个字符对应的编码路径。
路径的左移表示0，右移表示1。
4.编码文本：遍历待编码的文本，将每个字符根据编码表进行编码，得到编码后的二进制序列。
2.2 霍夫曼译码器霍夫曼译码器的实现包括以下几个步骤：1.构建霍夫曼树：根据编码器生成的编码表，构建霍夫曼树。
2.译码二进制序列：根据霍夫曼树和待译码的二进制序列，从根节点开始遍历每个二进制位。
当遇到叶子节点时，将对应的字符输出，并从根节点重新开始遍历。
3.重建原始文本：将译码得到的字符逐个组合，得到原始的文本。
3. 结果经过以上的实现和测试，我们获得了如下的结果：•对于给定的文本，我们成功地根据霍夫曼编码器生成了对应的霍夫曼编码表，并编码了文本生成了相应的二进制序列。
•对于给定的二进制序列，我们成功地根据霍夫曼译码器进行了译码，并将译码得到的字符逐个组合，得到了原始的文本。
实验结果显示，霍夫曼编码器和译码器能够有效地将文本进行压缩和恢复，达到了编码效率最大化和数据传输压缩的目的。
编码后的文本长度大大减小，而译码后的原始文本与编码前几乎完全一致。
3-2.3编码器 译码器资料
Y3 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 无输入 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0
小结 普通编码器：任何时刻只允许输入 一个编码信号 编码器分 优先编码器：任何时刻允许同时输入 若干个编码信号，但只 对优先权最高的一个进 行编码 要求 掌握两种编码器的特点，会看功能表
G1G2AG2B A2 A1 A0
输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
第二节 编码器 第三节 译码器
●教学内容：
1、编码器 2、译码器
●教学时数:4学时 ●内容标准：
1、说出普通编码器和优先编码器功能的区别。 2、说出译码器的分类和应用，能够使用中规模译码器设 计组合逻辑函数。 3、描述LED的显示原理，区别共阴型和共阳型。
●教学重点：组合逻辑模块的功能及简单应用。 ●学习难点：译码器实现组合函数。
Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
YS 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
YEX 1 无输出 1 无输入 0 0 0 0 0 0 0 0
例3-3 试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器, 将A0～A1516个电平输入信号编为0000～111116个四 位二进制代码.其中A15的优先权最高.
含两个2-4译码器的74HC139芯片版图
集成电路课程设计1. 目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。
2. 设计题目与要求2.1设计题目及其性能指标要求器件名称：含两个2-4译码器的74HC139芯片 要求电路性能指标：（1） 可驱动10个LSTTL 电路（相当于15pF 电容负载）； （2） 输出高电平时，|I OH |≤20μA ，V OH ，min =4.4V ； （3） 输出底电平时，|I OL |≤4mA ，V OL ，man =0.4V ； （4） 输出级充放电时间t r =t f ，t pd ＜25ns ；（5） 工作电源5V ，常温工作，工作频率f work =30MHz ，总功耗P max ＝150mW 。
2.2设计要求1. 独立完成设计74HC139芯片的全过程；2. 设计时使用的工艺及设计规则： MOSIS:mhp_n12；3. 根据所用的工艺，选取合理的模型库；4. 选用以lambda(λ)为单位的设计规则；5. 全手工、层次化设计版图；6. 达到指导书提出的设计指标要求。
3. 设计方法与计算 3.1 74HC139芯片简介74HC139是包含两个2线-4线译码器的高速CMOS 数字电路集成芯片，能与TTL 集成电路芯片兼容，它的管脚图如图1所示，其逻辑真值表如表1所示：图1 74HC139芯片管脚图 表1 74HC139真值表计时只需分析其中一个2—4译码器即可，从真值表我们可以得出Cs 为片选端，当其为0时，芯片正常工作，当其为1时，芯片封锁。
A1、A0为输入端，Y0-Y3为输出端，而且是低电平有效。
2—4译码器的逻辑表达式，如下所示：01010A A C A A C Y s s ⋅⋅=++= 01011A A C A A C Y s s ⋅⋅=++=01012A A C A A C Y s s ⋅⋅=++= 01013A A C A A C Y s s ⋅⋅=++=74HC139的逻辑图如图2所示：图2 74HC139逻辑图3.2 电路设计本次设计采用的是m12_20的模型库参数进行各级电路的尺寸计算，其参数如下： NMOS: εox =3.9×8.85×10﹣12F/m μn =605.312×10﹣4㎡/Vst ox =395×10﹣10m V tn =0.81056V PMOS: εox =3.9×8.85×10﹣12F/m μp =219×10﹣4㎡/Vst ox =395×10﹣10m V tp =﹣0.971428V 3.2.1 输出级电路设计根据要求输出级电路等效电路图如图3所示，输入Vi 为前一级的输出，可认为是理想的输出，即V IL =Vss, V IH =V DD 。
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1．二进制译码器
2．二-十进制译码器
3．显示译码器
2.2.3译码器
译码是编码的逆过程。将输入的代码翻译成相应的输出信号的 电路就是译码器。常用的译码器有二进制译码器、二-十进制译码 器、显示译码器。 1．二进制译码器 将输入的二进制代码转换成相对应的输出信号的电路，为二 进制译码器。若输入的二进制代码有n个，则输出端的信号为 2n 个。 其主要特点有以下3个： ①二进制译码器一般具有n个输入端、 个输出端和一个(或多个)使能输入端。 ② 在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，仅一个输 出端为有效电平，其余输出端为无效电平(与有效电平相反)。 ③有效电平可以是高电平(称为高电平译码)，也可以是低电平(称 为低电平译码)。
3．显示译码器
(a)七段数字显示器外形图
(b) 发光段组合图 图2-10 七段数码管字形显示方式
3．显示译码器
按连接方式的不同，LED数码管连接方式有共阳极和共阴 极连接两种方式，如图2-11所示。
(a)共阴极结构图
(b)共阳极结构图
3．显示译码器
LED工作电压较低，工作电流也不大，可以直接用七段显 示译码器来驱动。LED的连接方式不一样，其驱动方式也不 同。对共阴型LED数码管，应采用高电平驱动方式；对共阳 型LED数码管，应采用低电平驱动方式。 2）七段显示译码器74LS48 七段显示译码器74LS48是一种用来驱动共阴型LED数码 管的电路，它把输入的4位二进制代码翻译成驱动七段LED 数码管各对应段所需的电平，其引脚图如图2-12所示。输 入 A3 A2 A1 A0 接收四位二进制码，输出a~g高电平有效，另 外有3个控制端：试灯输入端 LT 、灭零输入端 RBI 、特殊控 制端 BI / RBO 用来增强器件的功能。其逻辑功能表如表2-8所示。
3．显示译码器
从功能表可以看出，对输入代码0000，译码条件是：试 灯输入端 LT 和灭零输入端 RBI ，同时等于1，而对其他输入 代码则仅要求 BI / RBO =1，这时候，译码器各段a～g输出的 电平是由输入代码决定的，并且满足显示字形的要求。
3．显示译码器
3．显示译码器
2．二-十21BCD码，输出端“译中” 时为低电平。8421BCD码以外的称为伪码，当输入伪码 时，所有输出端均为高电平，即拒绝伪码输入。
3．显示译码器
在数字系统中，常常需要将某些数据或运算结果显示出 来，一方面供人们直接读出处理的结果，另一方面用来监视 数字系统的工作情况。这些数字量要先经过译码，才能送到 数字显示器去显示。这种将数字量翻译成数字显示器所能识 别的信号的译码器称为数字显示译码器，数字显示译码器通 常由译码器、驱动器和显示器等部分组成。 数码显示器又称数码管，是用来显示数字、文字或符号 的器件。常见的显示方式有：字形重叠式（如辉光放电管、 边光显示管）、分段式（荧光数码管、LED七段数码管、液 晶数码管）、点矩阵式（场致发光记分牌、大屏幕显示）等。
1．二进制译码器
常见的二进制译码器有2-4线(2输入-4输出)译码器、3-8 线(3输入-8输出)译码器和4-16线(4输入-16输出)译码器等。 图2-87所示分别是T4138型3-8线译码器的管脚排列图和逻 辑符号。
1．二进制译码器
1．二进制译码器
2．二-十进制译码器
二-十进制译码器又称为8421 BCD码译码器，是把二-十 进制代码翻译成10个十进制数字信号的电路。
3．显示译码器
数码显示器有半导体显示器、荧光数字显示器、液体数 字显示器和气体放电显示器多种类型，目前广泛使用的是七 段数码显示器（简称七段数码管），主要包括发光二极管 （LED）数码管和液晶显示（LCD）数码管两种。 1）LED数码管 LED数码管是由7个LED（加小数点为8个）按分段式封 装制成的，亮度较高，颜色多样，应用广泛。七段a，b， c，d，e，f，g（小数点dp）各对应一个发光二极管，利用 发光字段的组合来显示不同的阿拉伯数字，如图2-10所示。