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一、實驗目的 1.熟悉編碼器、譯碼器的工作原理和使用方法。 2.掌握中規模集成編碼器、譯碼器的邏輯功能及應用。 3.掌握編碼器的設計方法及應用。 4.熟悉數碼管的工作原理及使用方法。
二、實驗儀器及器件
三、實驗原理 在數字系統中，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現編碼操作的電路，即將輸入的高、低電平信號編成一個對應的二進制代碼。按照被編碼信號的不同特點和要求，編碼器也可以分為二進制編碼器、二—十進制編碼器和優先編碼器。譯碼器是編碼的逆過程，其功能是將每個輸入的代碼進行“翻譯”，譯成對應的輸出高、低電平信號。按用途分類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 由門電路來設計一個編碼器。例如設計一個4線－2線編碼器。 第一步，根據題意列真值表如表2.3.1所示。 表2.3.1 4線-2線編碼器真值表 第二步,由真值表寫出邏輯表達式。 第三步，畫出邏輯圖。 最后把函數變換為與非門和非門形式的表達式， 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線優先編碼器的真值表
（二）譯碼器 譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的作用是對輸入代碼進行“翻譯”，使輸出通道中相應的一路或多路有信號輸出。有效電平可以是高電平(稱為高電平譯碼)，也可以是低電平(稱為低電平譯碼)。一般有以下幾類：1）二進制譯碼器，一般具有n個輸入端、2n個輸出端和一個(或多個)使能輸入端；2）碼制變換器，用于一個數據的不同代碼之間的相互轉換，如BCD碼二－十進制譯碼器、格雷碼與二進制碼之間的轉換的譯碼器等；3）顯示譯碼器，是用來驅動各種數字、文字或符號的顯示器，如共陰極BCD-七段顯示譯碼器和共陽極BCD-七段顯示譯碼器等。常見的有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。 圖2.3.3 74LS138譯碼器管腳圖 圖2.3.4 74LS138邏輯符號 譯碼器典型應用之一是實現組合邏輯電路。例如用3線－8線譯碼器74LS138和門電路設計1位二進制全減器電路。輸入為被減數、減數和來自低位的借位，輸出為兩數之差D和本位向高位的借位信號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的表達式： 由此可見用3線－8線譯碼器可以實現上述電路，如圖2.3.5所示，從上例中可以看出3線－8線譯碼器可以實現多輸出函數。 表2.3.3 全減器真值表 圖2.3.5 74LS138實現全減器電路
四、實驗內容 （一）基礎實驗部分 1. 測試8線－3線優先編碼器74LS148的邏輯功能。
表2.3.5 8線-3線優先編碼器的真值表 2. 病房優先呼叫器 有3個病房，每一個病房有一個按鍵，當1＃鍵按下時，1號病房燈亮，且其它按鍵不起作用；當1＃鍵沒按下時，2＃鍵按下，2號病房燈亮，且不響應3＃鍵；只有1＃、2＃鍵均沒有按下，3＃鍵按下，3號病房燈亮。要求用門電路或者譯碼器等中規模器件設計電路并驗證其功能。 3．用譯碼器實現多輸出函數 用1片74LS138和1片74LS20設計A、B、C三變量的兩組輸出函數Z1和Z2。即當A、B、C中有奇數個1時，輸出Z1＝1,否則Z1＝0；當A、B、C的值（十進數）為偶數（不含0）時，輸出Z2＝1,否則Z2＝0。要求列出Z1、Z2的邏輯表達式，用74LS138和74LS20實現其功能。
五、實驗總結 做第三個實驗時，輸出的兩個燈始終亮著。在同學和老師的幫助下，用萬用數字表檢查電路，最終發現74LS138芯片是壞的，在更換一片芯片之后，電路正常，最終完成了相應的實驗要求。
六、問答題 用于驅動共陽極數碼管的譯碼驅動器,它的輸出是高電平有效，還是低電平有效?驅動共陰呢？ 答：驅動共陽極數碼管，輸出端是低電平有效。驅動共陰極的，輸出端是高電平有效。
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2018-12-10 08:20 上傳
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