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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong> 1.熟悉編碼器、譯碼器的工作原理和使用方法。 2.掌握中規(guī)模集成編碼器、譯碼器的邏輯功能及應(yīng)用。 3.掌握編碼器的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。 4.熟悉數(shù)碼管的工作原理及使用方法。
二、實(shí)驗(yàn)儀器及器件
三、實(shí)驗(yàn)原理 在數(shù)字系統(tǒng)中，編碼器和譯碼器都是常用的組合邏輯電路。編碼器其功能就是實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路，即將輸入的高、低電平信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼。按照被編碼信號(hào)的不同特點(diǎn)和要求，編碼器也可以分為二進(jìn)制編碼器、二—十進(jìn)制編碼器和優(yōu)先編碼器。譯碼器是編碼的逆過(guò)程，其功能是將每個(gè)輸入的代碼進(jìn)行“翻譯”，譯成對(duì)應(yīng)的輸出高、低電平信號(hào)。按用途分類(lèi)可以分為變量譯碼器、碼制變換譯碼器和顯示譯碼器。 （一）編碼器 由門(mén)電路來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器。例如設(shè)計(jì)一個(gè)4線－2線編碼器。 第一步，根據(jù)題意列真值表如表2.3.1所示。 表2.3.1 4線-2線編碼器真值表 第二步,由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。 第三步，畫(huà)出邏輯圖。 最后把函數(shù)變換為與非門(mén)和非門(mén)形式的表達(dá)式， 得到4線－2線編碼器的電路如圖2.3.1所示。 典型集成芯片74LS148是8線－3線優(yōu)先編碼器，其管腳圖如圖2.3.2所示。
圖2.3.1 4線-2線編碼器電路圖 圖2.3.2 74LS148管腳圖
表2.3.2 8線-3線優(yōu)先編碼器的真值表
（二）譯碼器 譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的作用是對(duì)輸入代碼進(jìn)行“翻譯”，使輸出通道中相應(yīng)的一路或多路有信號(hào)輸出。有效電平可以是高電平(稱(chēng)為高電平譯碼)，也可以是低電平(稱(chēng)為低電平譯碼)。一般有以下幾類(lèi)：1）二進(jìn)制譯碼器，一般具有n個(gè)輸入端、2n個(gè)輸出端和一個(gè)(或多個(gè))使能輸入端；2）碼制變換器，用于一個(gè)數(shù)據(jù)的不同代碼之間的相互轉(zhuǎn)換，如BCD碼二－十進(jìn)制譯碼器、格雷碼與二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換的譯碼器等；3）顯示譯碼器，是用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種數(shù)字、文字或符號(hào)的顯示器，如共陰極BCD-七段顯示譯碼器和共陽(yáng)極BCD-七段顯示譯碼器等。常見(jiàn)的有2線-4線譯碼器、3線-8線譯碼器和4線-16線譯碼器等。圖2.3.3、圖2.3.4所示分別是3線-8線譯碼器74LS138的管腳圖和邏輯符號(hào)。 圖2.3.3 74LS138譯碼器管腳圖 圖2.3.4 74LS138邏輯符號(hào) 譯碼器典型應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路。例如用3線－8線譯碼器74LS138和門(mén)電路設(shè)計(jì)1位二進(jìn)制全減器電路。輸入為被減數(shù)、減數(shù)和來(lái)自低位的借位，輸出為兩數(shù)之差D和本位向高位的借位信號(hào)CO。 分析題意可得真值表，如表2.3.3所示，從真值表可以得到D和CO的表達(dá)式： 由此可見(jiàn)用3線－8線譯碼器可以實(shí)現(xiàn)上述電路，如圖2.3.5所示，從上例中可以看出3線－8線譯碼器可以實(shí)現(xiàn)多輸出函數(shù)。 表2.3.3 全減器真值表 圖2.3.5 74LS138實(shí)現(xiàn)全減器電路
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （一）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分 1. 測(cè)試8線－3線優(yōu)先編碼器74LS148的邏輯功能。
表2.3.5 8線-3線優(yōu)先編碼器的真值表 2. 病房?jī)?yōu)先呼叫器 有3個(gè)病房，每一個(gè)病房有一個(gè)按鍵，當(dāng)1＃鍵按下時(shí)，1號(hào)病房燈亮，且其它按鍵不起作用；當(dāng)1＃鍵沒(méi)按下時(shí)，2＃鍵按下，2號(hào)病房燈亮，且不響應(yīng)3＃鍵；只有1＃、2＃鍵均沒(méi)有按下，3＃鍵按下，3號(hào)病房燈亮。要求用門(mén)電路或者譯碼器等中規(guī)模器件設(shè)計(jì)電路并驗(yàn)證其功能。 3．用譯碼器實(shí)現(xiàn)多輸出函數(shù) 用1片74LS138和1片74LS20設(shè)計(jì)A、B、C三變量的兩組輸出函數(shù)Z1和Z2。即當(dāng)A、B、C中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，輸出Z1＝1,否則Z1＝0；當(dāng)A、B、C的值（十進(jìn)數(shù)）為偶數(shù)（不含0）時(shí)，輸出Z2＝1,否則Z2＝0。要求列出Z1、Z2的邏輯表達(dá)式，用74LS138和74LS20實(shí)現(xiàn)其功能。
五、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 做第三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，輸出的兩個(gè)燈始終亮著。在同學(xué)和老師的幫助下，用萬(wàn)用數(shù)字表檢查電路，最終發(fā)現(xiàn)74LS138芯片是壞的，在更換一片芯片之后，電路正常，最終完成了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求。
六、問(wèn)答題 用于驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動(dòng)器,它的輸出是高電平有效，還是低電平有效?驅(qū)動(dòng)共陰呢？ 答：驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管，輸出端是低電平有效。驅(qū)動(dòng)共陰極的，輸出端是高電平有效。
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杭電數(shù)電實(shí)驗(yàn)第二次.docx
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2018-12-10 08:20 上傳
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