3-8线译码器实验内容
3-8译码器实验报告
3-8译码器实验报告
班级：121 姓名：连森学号：02
1.实验目标与实验要求：
1.理解译码器的概念和意义
2.理解译码器在计算机电路里的作用。
2.实验器材：
Altair 80C31Small 教学实验平台杜邦线
3.实验原理（电路图）：
74HC138 是集成3－8 线译码器，能将3 位二进制码转换为8 位输出信号，这8 位输出信号相对于输入的3 位二进制码的8 种编码，始终只有一位输出有效（低电平），其余7 位皆无效（高电平）
4.实验步骤
首先用杜邦线将A3实验区与逻辑开关K1~K6相连的JP1-1~JP1-6，连接到A7实验区与74HC138相连的JP9单号插针；接着在74HC138的输出端连接绿色LED显示器；然后用跳线连接JP39-1与JP39-2，即可接通电源。
5.实验结果（现象）：
当K4、K5、K6 打到0、0、1时，译码器74HC138 的逻辑功能有效，相应引脚输出低电平，对应LED 熄灭。
否则，74HC138 始终输出高电平（无效电平），LED 全亮。
3 8译码器实验报告
3 8译码器实验报告3 8译码器实验报告引言：在数字电路中，译码器是一种常见的逻辑电路，用于将输入的二进制编码转换为对应的输出信号。
本实验旨在通过搭建一个3 8译码器电路，并对其进行测试和分析，以加深对译码器工作原理的理解。
实验目的：1. 理解3 8译码器的基本原理和工作方式；2. 掌握搭建3 8译码器电路的方法；3. 进行实验测试并分析结果。
实验器材：1. 3 8译码器芯片；2. 逻辑门芯片（与门、非门等）；3. 连线板、导线等。
实验步骤：1. 将3 8译码器芯片和逻辑门芯片连接到连线板上；2. 根据芯片引脚的连接要求，使用导线将各个芯片的输入和输出连接起来；3. 将输入信号接入3 8译码器芯片的输入端；4. 将输出信号接入逻辑门芯片的输入端；5. 将逻辑门芯片的输出信号连接到LED灯或其他输出设备上；6. 调整输入信号，观察输出信号的变化。
实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 当输入信号为000时，输出信号为00000001；2. 当输入信号为001时，输出信号为00000010；3. 当输入信号为010时，输出信号为00000100；4. 当输入信号为011时，输出信号为00001000；5. 当输入信号为100时，输出信号为00010000；6. 当输入信号为101时，输出信号为00100000；7. 当输入信号为110时，输出信号为01000000；8. 当输入信号为111时，输出信号为10000000。
结果分析：根据实验结果，我们可以看到，3 8译码器将输入的三位二进制编码转换为对应的八位输出信号。
每个输出信号代表一个特定的输入编码。
通过观察输出信号的变化，我们可以清晰地看到译码器的工作原理：根据输入编码的不同，译码器会激活对应的输出线路，将其输出为高电平信号，而其他输出线路则为低电平信号。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了3 8译码器的工作原理和应用场景。
译码器在数字电路中扮演着重要的角色，能够将复杂的二进制编码转换为易于理解和使用的信号输出。
实验三 3-8译码器的功能测试及仿真
实验三3-8译码器功能测试及仿真一、实验目的1、掌握中规模集成3-8译码器的逻辑功能和使用方法。
2、进一步掌握VHDL语言的设计。
二、预习要求复习有关译码器的原理。
三、实验仪器和设备1．数字电子技术实验台1台2．数字万用表1块3．导线若干4.MUX PLUSII软件5.74LS138集成块若干四、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，下图(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，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。
下表为74LS138功能表，当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。
当S1＝0，2S＋3S＝X时，或 S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。
3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列图74LS138功能表输入输出S12S+3S A2A1A00Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 11 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 1× 1 ××× 1 1 1 1 1 1 1 1二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。
3 8译码器
试验一组合逻辑3线-8线译码器设计试验一、试验目的1、了解并初步掌握ModelSim软件的使用；2、了解使用ModelSim进行组合数字电路设计的一般步骤；3、掌握组合逻辑电路的设计方法；4、掌握组合逻辑电路3线-8线译码器的原理；5、掌握门级建模的方法；二、试验原理译码器(Decoder)的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应得输出高、低电平或另外一个代码。
因此，译码是编码的反操作。
常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器等。
二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组与输入代码一一对应得高、低电平信号。
例如，典型的3线-8线译码器功能框图图1-1所示。
输入的3位二进制代码共有8种状态，译码器将每个输入代码译成对应的一根输出线上的高、低电平信号。
图1-1 3线-8线译码器框图74HC138是用CMOS门电路组成的3线-8线译码器，它的逻辑图图1-2所示。
表1-1是74HC138的逻辑功能表。
当门电路G S的输出为高电平时，可以由逻辑图写出。
图1-2 74HC138逻辑功能图表1-1 74HC138逻辑功能表由上式可以看出，由''07Y Y -同时又是210,,A A A 这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也将这种译码器称为最小项译码器。
74HC138有3个附加的控制端''123,S S S 和。
当''123S 1,S S 0=+=时，s G 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为高电平。
这3个控制端也称为“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能；三、 预习要求1、数字电子技术基础组合逻辑电路设计一般设计方法；2、74HC138的逻辑功能；3、门级建模的一般方法和基本语句；4、ModelSim 软件的一般使用方法(ModelSim SE Tutorial)；四、 实验步骤(一)、熟悉ModelSim 软件环境 1、建立一个新Project1-1双击左面快捷方式或者电击[程序]/[ModelSim SE 6.1f]/[ModelSim]启动ModelSim 6.1(如图1-3)；注意：必须首先关闭IMPORTANT Information 对话框才能开始其它操作；图1-31-2 [File]/[New]/[Project…]新建一个project，会弹出Create Project对话框(如图1-4)；图1-4⏹Project Name(项目名称)需要填入你所建立的项目的名称；⏹指定项目所在路径；如果所指定的目录不存在，会弹出对话框提示是否建立这个目录；一般选择是；⏹缺省的工作库名；注意：1、路径一般不应包含汉字；2、逻辑应在ModelSim的安装目录下指定；3、缺省的工作库的名称一般不需要改动；2、载入HDL元文件2-1设定好1-2步骤的每项内容后，点击OK，弹出Add items to the Projects对话框；如图1-5所示。
EDA实验一3-8译码器的设计
图 2-3 New Project Wizard 窗口 2. 点击 next，在出现的对话框中输入如下项目信息：
a. 项目路径，如：D:\EDA experiment\decoder38; b.项目名称，如：decoder38。如图 2-4 所示：
图 2-4 项目路径和项目名称对话框 3. 点击 2 次 next 后，出现如图 2-5 所示的对话框：
LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY decoder38_tb IS END decoder38_tb; ARCHITECTURE Behavior OF decoder38_tb IS 验中发现的问题： 1、程序代码输入后，但是编译有错误，经检查后发现在该语句 Y: OUT
STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0))中最后有两个括号，但是因为马虎， 少输入一个括号导致编译错误； 2、修改上面的错误后编译，仍然出现错误，多次检查后未发现错误， 询问老师后得知需要改一个文本文件中的代码，修改完毕编译，错误 得以解决，程序正常运行； 3、没有采用实验报告册的测试程序，而是经老师帮助直接运用了工 具栏中的仿真软件进行仿真的，但是仿真过程不大熟悉，先是没有找
a.Device family 中选择 Cyclone IV E; b.Available devices 中选择 EP4CE115F29C7.
图 2-5 器件选择窗口 4. 点击 next 后，出现 EDA 工具设置对话框。在 Simulation 一行中，Tool Name 选择
ModelSim-Altera，Fomat(s)选择 VHDL，如图 2-6 所示。
图 2-19 三八译码器仿真结果
20. 分配管脚：在 Quartus II 界面下，点击 Processing->Start->Start Analysis & Elaboration， 在弹出的对话框中点击 ok。 21. 点击 Assignments->Pin Planner，打开 Pin Planner 对话框，如图 2-20 所示。
实验六 3线8线译码器及其应用
实验六 3线8线译码器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成电路译码器的工作原理及逻辑功2、学习译码器的灵活应用。
二、实验设备及器件1、实验箱(台) 1套2、数字万用表 1块3、74LS138 3-8线译码器 2片4、74LS20 二四输入与非门 1片三、实验内容与步骤74LS138管脚图见附录。
当控制输入端S1=1，时，译码器工作，否则译码器禁止，所有输出端均为高电平。
1、译码器逻辑功能测试（1）按图13-1接线。
根据表13-1，利用开关设置S1、、、及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测～的状态，记入表13-1中。
2、用两片74LS138组成4-16线译码器按图13-2接线，利用开关改变输入D0-D3的状态，借助指示灯或万用表监测输出端，记入表13-2中，写出各输出端的逻辑函数。
图13-2表13-2 输入输出D 3D2D1D0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 13、利用译码器组成全加器线路用74LS138和74LS20按图13-3接线，74LS20芯片14脚接 +5v，7脚接地。
利用开关改变输入A i、B i、C i-1的状态，借助指示灯或万用表观测输出S i、C i的状态，记入表13-3中，写出输出端的逻辑表达式。
图13-3表13-3 输入输出S 1AiBiCi-1SiCi0ΦΦΦ10001001101010111100110111101111四、实验要求：1、整理各步实验结果，列出相应实测真值表。
2、总结译码器的逻辑功能及灵活应用情况。
3、交出完整的实验报告。
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。
实验三 3—8译码器
Q0
Q1
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Q3
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1．实验现象与结果
（1）利用multisim仿真验证3/8译码器
（2）借助指示灯或万用表观测Q0-Q7的状态，记入表5-1中。
图5-2
2、 用两片74LS138组成4-16线译码器
按图5-3接线，利用开关改变输入D0-D3的状态。
图5-3
3．实验设备及材料
1.SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2.万用表 1块
3.74LS138 3-8线译码器2片
4.74LS40 双四输入与非门1片
4．实验方法步骤及注意事项
1）根据表5-1，利用开关设置S1、S2、S3、及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测Q0-Q7的状态，记入表5-1中。
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实验五 3-8线译码器
一、实验目的：1、熟悉常用译码器的功能逻辑。
2、掌握复杂译码器的设计方法。
二、实验原理：1、总体思路以EP2C5中的三个拨位开关，SW3，SW2,SW1为三个输入信号，可以代表8种不同的状态，该译码器对这8种状态译码，并把所译码的结果在七段LED数码管上显示出来。
2、3-8线译码器原理图如下图所示：
三、实验连线：
1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPC JTAG 口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到 SOPC下载的一边
2、请将JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插。
3、请将JP103的短路帽全部插上。
四、实验步骤：按照步骤三正确连线，参考实验二步骤，完成项目的建立，文件的命名，文件的编辑，语法检查，引脚分配，编译，下载。
实验参考代码：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
ENTITY DECODE IS
PORT(DATA_IN :IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
LEDOUT,DATA_OUT :OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
LEDW :OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)
);
END DECODE;
ARCHITECTURE ADO OF DECODE IS
SIGNAL OUTA,D_OUT : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
BEGIN
LEDW<="000";
PROCESS (DATA_IN)
VARIABLE DIN: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
BEGIN
DIN:=DATA_IN;
LEDOUT<=OUTA;
DATA_OUT<=D_OUT;
CASE DIN IS
when "000" => OUTA<="00111111" ; --"0"
when "001" => outa<="00000110" ; --"1"
when "010" => outa<="01011011"; --"2"
when "011" => outa<="01001111"; --"3"
when "100" => outa<="01100110"; --"4"
when "101" => outa<="01101101"; --"5"
when "110" => outa<="01111101"; --"6"
when "111" => outa<="00000111"; --"7"
WHEN OTHERS => OUTA<="XXXXXXXX";
END CASE;
CASE DIN IS
WHEN "000" => D_OUT<="00000000";
WHEN "001" => D_OUT<="00000001";
WHEN "010" => D_OUT<="00000010";
WHEN "011" => D_OUT<="00000100";
WHEN "100" => D_OUT<="00001000";
WHEN "101" => D_OUT<="00010000";
WHEN "110" => D_OUT<="00100000";
WHEN "111" => D_OUT<="01000000";
WHEN OTHERS=> D_OUT<="XXXXXXXX";
END CASE;
END PROCESS;
END ADO;
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
ENTITY shiyan5 IS
PORT(DATA_IN :IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
LEDOUT,DATA_OUT :OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
LEDW :OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)
);
END shiyan5;
ARCHITECTURE ADO OF shiyan5 IS
SIGNAL OUTA,D_OUT : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
BEGIN
LEDW<="000";
PROCESS (DATA_IN)
VARIABLE DIN: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
BEGIN
DIN:=DATA_IN;
LEDOUT<=OUTA;
DATA_OUT<=D_OUT;
IF(DIN="000") THEN OUTA<="00111111" ;D_OUT<="00000000"; --"0"
ELSIF(DIN="001") THEN outa<="00000110" ;D_OUT<="00000001"; --"1" ELSIF(DIN="010") THEN outa<="01011011";D_OUT<="00000010"; --"2" ELSIF(DIN="011") THEN outa<="01001111";D_OUT<="00000100"; --"3" ELSIF(DIN="100") THEN outa<="01100110";D_OUT<="00001000"; --"4" ELSIF(DIN="101") THEN outa<="01101101";D_OUT<="00010000"; --"5" ELSIF(DIN="110") THEN outa<="01111101";D_OUT<="00100000"; --"6"
ELSIF(DIN="111") THEN outa<="00000111";D_OUT<="01000000"; --"7"
ELSE OUTA<="XXXXXXXX";D_OUT<="XXXXXXXX";
END IF;
END PROCESS;
END ADO;
五、实验现象：（程序：EP2C5\dencode\dencode.sof）
3-8线译码器的三个输入C、B、A分别对应拨位开关SW3，SW2,SW1，改变SW3，SW2,SW1的位置，以改变C、B、A 的状态,于LED1上观察译码实验结果。
调试ok的EP2C5文件在文件夹decode中，可以直接调用。