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譯碼器
鎖定
- 中文名
- 譯碼器
- 外文名
- decoder
- 別 名
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變量譯碼器
顯示譯碼器 - 性 質
- 多輸入多輸出組合邏輯電路器件
目錄
- ▪ 常用的顯示器件工作原理
- ▪ LED譯碼驅動電路
- ▪ LCD譯碼驅動器
譯碼器概述
譯碼是編碼的逆過程,在編碼時,每一種二進制代碼,都賦予了特定的含義,即都表示了一個確定的信號或者對象。把代碼狀態的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼,實現譯碼操作的電路稱為譯碼器。或者説,譯碼器是可以將輸入二進制代碼的狀態翻譯成輸出信號,以表示其原來含義的電路。
譯碼器分類
代碼轉換譯碼器,是從一種編碼轉換為另一種編碼;
譯碼器變量譯碼
變量譯碼器是一個將n個輸入變為2^n個輸出的多輸出端的組合邏輯電路。其模型可用下圖來表示,其中輸入變化的所有組合中,每個輸出為1的情況僅一次,由於最小項在真值表中僅有一次為1,所以輸出端為輸入變量的最小項的組合。故譯碼器又可以稱為最小項發生器電路。
譯碼器工作原理
在圖1中,74138是一種3線—8線譯碼器 ,三個輸入端CBA共有8種狀態組合(000—111),可譯出8個輸出信號Y0—Y7。這種譯碼器設有三個使能輸入端,當G2A與G2B均為0,且G1為1時,譯碼器處於工作狀態,輸出低電平。當譯碼器被禁止時,輸出高電平。
圖3表明如何將兩片3線—8線譯碼器連接成4線—16線譯碼器。其中第二片74138的使能端G1和第一片的使能端G2A接成D輸入端。當D=0時,第一片74138工作,對0000—0111的輸入信號進行譯碼輸出。當D=1時,第二片74138工作,對1000—1111的輸入信號進行譯碼輸出。
在圖4中 ,7442為二—十進制譯碼器,具有4個輸入端和10個輸出端。輸入信號採用8421BCD碼,二進制數0000—1001與十進制數0—9對應。當輸入超過這個範圍是無效,10個輸出端均為高電平。7442電路沒有使能端,因此只要輸入在規定範圍內,就會有一個輸出端為低電平。
優先編碼器的功能是允許同時在幾個輸入端有輸入信號,編碼器按輸入信號排定的優先順序,只對同時輸入的幾個信號中優先權最高的一個進行編碼。在圖6中,74147為BCD優先編碼器,輸入和輸出都是低電平有效。為了取得有效輸出高電平,可在每個輸出端連接一個反相器。7417只有1—9各輸入端,0輸入端不接入電路。這是因為7417約定,當無有效輸入時,輸出0的BCD代碼0000。
譯碼器闡述
譯碼器譯碼器電路結構
圖1
在討論譯碼器的功能前我們來看一下譯碼器的內部結構,下圖是一個主要由與門電路構成的2輸入譯碼器,其輸出共有22個(即4),從圖上可以每個其輸出對應於一個最小項。在這電路中當輸入BA的取值為10,即對應於十進制數的2時,其F2輸出為高電平,其餘的輸出為0。
圖2
圖3
譯碼器用譯碼器實現邏輯功能
例 用譯碼電路實現F(X,Y,Z)=∑(0,1,4,6,7)=∏M(2,3,5)
我們實現該邏輯功能可以有幾種方法,下圖列出了四種方法,從這四個圖中你應可以總結出其規律。
其中:
圖4
譯碼器使能輸入端(Enable Inputs)
在中規模集成電路中經常會碰到使能端(Enable Pin),使能端可以是輸入,也可以是輸出,其是用來擴展中規模集成電路功能的輸入/輸出端,下圖a是一個2輸入譯碼器上加上一個輸入E,由於輸入端E的加入,其功能發生了變化,當E=0時,其輸出全部為0,而該譯碼器在沒有加上E端時,其為高電平有效,這時其輸出端沒有一個處於有效工作狀態,我們可以理解為E=0時,該譯碼器不工作;當E=1時,我們看到,其譯碼器可以正常工作,我們把這種輸入端在E=1時能正常工作的使能端叫做高電平有效。下圖b為其簡化的邏輯符號。
圖5
下圖是使用使能端將兩個2輸入的譯碼器轉變為3輸入的譯碼器的例子,在下圖中當I2為低電平時,第1個譯碼器的使能端為高電平,其正常工作,而第2個譯碼器此時不工作,於是譯碼器1的輸出對應於輸入I3I2I1的0~3;當I2為高電平時,譯碼器2工作,而譯碼器1不工作,故其輸出對應於輸入I2I1I0的4~7,故下圖電路實現了利用使能端將2輸入的譯碼器擴展為3輸入的譯碼器。
圖6
譯碼器標準中規模譯碼器電路
在中規模集成電路中譯碼器有幾種型號,使用最廣的通常是74138,其是一個3到8的譯碼器,下圖是其邏輯符號及管腳排布,下表中列出了該器件的邏輯功能,從表中可以看出其輸出為低電平有效,使能端G1為高電平有效,/G2,/G3為低電平有效,當其中一個為低電平,輸出端全部為1。
圖7
例 試用74138實現函數F(X,Y,Z)=∑m(0,2,4,7)
2.74138與前面不同的是,其有使能端,故使能端必須加以處理,否則無法實現需要的邏輯功能。下圖給出了其最終的電路。
顯示譯碼
譯碼器常用的顯示器件工作原理
在數字系統中常見的數碼顯示器通常有:發光二極管數碼管(LED數碼管)和液晶顯示數碼管(LCD數碼管)兩種。發光二極管數碼管是用發光二極管構成顯示數碼的筆劃來顯示數字,由於發二極管會發光,故LED數碼管適用於各種場合。液晶顯示數碼管是利用液晶材料在交變電壓的作用下晶體材料會吸收光線,而沒有交變電場作用下有筆劃不會聽吸光,這樣就可以來顯示數碼,但由於液晶材料須有光時才能使用,故不能用於無外界光的場合(現在便攜式電腦的液晶顯示器是用背光燈的作用下可以在夜間使用),但液晶顯示器有一個最大的優點就是耗電相當節省,所以廣泛使用於小型計算器等小型設備的數碼顯示。
圖9
譯碼器LED譯碼驅動電路
圖10
圖中:
/LT:試燈極,低電平有效,當其為低電平時,所有筆劃全部亮,如不亮表示該筆劃有問題;
/BL:滅燈極,低電平有效,當其為低電平時,不管輸入的數據狀態如何,其輸出全為低電平,即所有筆劃熄滅;
D,C,B,A:8421BCD碼輸入,其D位為最位;