译码器和编码器实验

实验三 译码器和编码器

一实验目的

1. 掌握译码器、编码器的工作原理和特点。

2. 熟悉常用译码器、编码器的逻辑功能和它们的典型应用。

二、实验原理和电路

按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类称为时序逻辑电路。组合逻辑电路在任何时刻其输出的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号取值组合的电路。在这种电路中，输入信号作用以前电路所处的状态对输出信号无影响。通常，组合逻辑电路由门电路组成。

组合逻辑电路的分析方法：根据逻辑图进行二步工作： a. 根据逻辑图，逐级写出函数表达式。

b. 进行化简：用公式法、图形法或真值表进行化简、归纳。

组合逻辑电路的设计方法：就是从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。一般分四步进行。 a. 分析要求；将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。 b. 列真值表。

c. 进行化简：变量比较少时，用图形法。变量多时，可用公式化简。 d. 画逻辑图：按函数要求画逻辑图。

进行前四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件——集成电路，进行实验论证。

值得注意的是，这些步骤并不是固定不变的程序，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。

1. 译码器

译码器是组合电路的一部分，所谓译码，就是把代码的特定含义“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：

a. 二进制译码器：如中规模2—4线译码器74LS139。，3—8线译码器74LS138等。

b. 二—十进制译码器：实现各种代码之间的转换，如BCD 码—十进制译码器74LS145等。 c. 显示译码器：用来驱动各种数字显示器，如共阴数码管译码驱动74LS48，（74LS248），共阳数码管译码驱动74LS47（74LS247）等。

2. 编码器

编码器也是组合电路的一部分。编码器就是实现编码操作的电路，编码实际上是译码相反的过程。按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也分成三类：

a. 二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。

b. 二—十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD 码，如：10线十进制—4线BCD 码编码器74LS147等。

c. 优先编码器：如8—3线优先编码器74LS148等。

三、实验内容及步骤

1. 译码器实验

（1）将二进制2-4线译码器74LS139，及二进制3-8译码器74LS138分别插入实验系统IC 空插座中。

按图1.3.1接线，输入G 、A 、B 信号（开关开为“1”、关为“0”），观察LED 输出Yo 、Y 1、Y 2、Y 3的状态(亮为“1”，灭为“0”) ，并将结果填入表1.3.1中。

表1.3.1 74LS139 2-4线译码器功能表

图1.3.1 74LS139 2-4线译码器实验线路

表1.3.2 74LS138 3-8线译码器功能表

图1.3.2 74LS138 3-8线译码实验线路

按图1.3.2接线，使能信号G 1，G 2A ，G 2B 满足表1.3.2条件时（开关开为“1”、关为“0”），

译码器选通。输入G 1、G 2A 、G 2B 、A 、B 、C 信号（开关开为“1”、关为“0”），观察LED 输出Yo ～Y 7(亮为“1”，灭为“0”) 。

（2）将BCD 码—十进制译码器74LS145插入实验箱中，按图1.3.3接线。其中BCD 码是用XK 系列实验系统的8421码拨码开关，输出“0～9”与发光二极管LED 相连。按动拨码开关，观察输出LED 是否和拨码开关所指示的十进制数字一致。

（3）将译码驱动器74LS48（或74LS248）和共阴极数码管LC5011-11（547R ）插入实验箱空IC 插座中，按图1.3.5接线。图1.3.4为共阴极数码管管脚排列图。

接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致( )。如实验箱中无8421码拨码开关，可用四位逻辑开关代替。

图1.3.3 BCD 码—十进制译码器实验线路图 图1.3.4 共阴极数码管LC5011-11管脚排

列图

图1.3.5译码显示实验图 2. 编码器

（1）将10-4线（十进制-BCD 码）优先编码器74LS147插入实验系统IC 空插座中，按照图1.3.6接线，其中输入接9位逻辑0-1开关，输出QD 、QC 、QB 、QA 接4个LED 发光二极管。

接通电源，按表1.3.3输入各逻辑电平（开关开为“1”、关为“0”），观察输出结果并填入表1.3.3中(亮为“1”，灭为“0”) 。

（2）将8-3线八进制优先编码器按上述同样方法进行实验论证。其接线图如图1.3.7所示。功能表见表1.3.4。

表1.3.3 十进制/BCD码编码器功能表

图1.3.6 10-4线编码器实验接线图

态随意

表1.3.4 8/3线优先编码器功能表

图1.3.7 8-3线编码器实验接线图

×：状态随意

四、实验器材

1. X K 系列数字电子技术实验系统 12. 直流稳压电源 13. 集成电路：74L S138 2 74L S 147、74L S 148、74L S 248、74L S 139、74L S 145 各14. 显示器LC5011-11 1

台 台 片 片 片

五、预习要求

1. 复习译码器、编码器的工作原理和设计方法。

2. 熟悉实验中所用译码器、编码器集成电路的管脚排列和逻辑功能。 3. 画好实验用逻辑状态表。

六、实验报告要求

1. 整理实验线路图和实验数据、表格。

2. 总结用集成电路进行各种扩展电路的方法。

3. 比较用门电路组成组合电路和应用专门集成电路各有什么优缺点。