1、实验八 译码器及其应用一、实验目的:1、掌握中规模集成译码器逻辑功能分析及测试方法；2、学会中规模集成译码器的连接使用方法；3、熟悉数码管的使用方法。二、实验原理:1、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着广泛的用途，不仅适用于代码的转换，终端的数字显示，而且还适用于数据分配，存储器寻址和组合控制信号等方面。2、译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。通用译码器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 2/4 线译码
2、器、3/8 线译码器和 4/16 线译码器。若有 n 个输入变量，则有 2n 个不同的状态组合，就有 2n 个输出端供其使用。而每一个输出状态所代表的函数就对应一个 n 变量的最小项表达式。图 8-1 3-8 译码器 74LS138 逻辑图及列脚排列以 3/8 线译码器 74LS138 为例进行分析，图 8-1（a ） 、 （b）分别为其逻辑图和引脚排列图。A 2、A 1、A 0 为地址输入端，Y 0Y7 是译码器输出端，S 1、S 2、S 3 是使能端。表 8-1 为 74LS138 功能表，当 S1=1，S 2+S3=0 时，器件使能端有效，地址码所指定的输出端有信号（为 0）输出，其它所
3、有输出端均无信号（为 1）输出。当 S1=0，S 2+S3=X 时或S1=X，S 2+S3=1 时，译码器被禁止，所有输出同时为 1。表 8-1输 入 输 出S1 S2+S3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y71 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
4、 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1X 1 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1二进制译码器实际上也就是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称多路分配器） ，如图 8-2 所示。若在 S1输入端输入数据信息，S 2=S3=0，地址码所对应的输出是 S1 数据信息的反码；若从 S2 输入端输入数据信息，令 S1=1，S 3=0，地址码所对应的输出就是 S2 端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。根据输入地址的不同组合译出唯一的地址，故可用作地址译
5、码器。接成多路分配器，可将一个信号源的数据传输到不同的地点。分 配 器 输 出地 址 输 入 数 据 输 入图 8-2 用作数据分配器 图 8-3 实现逻辑函数二进制译码器还能方便的实现逻辑函数，如图 8-3 所示，实现的逻辑函数是：Z=ABC+ABC+ABC+ABC利用使能端能方便的将两个 3/8 译码器组合成一个 4/16 译码器，如图 8-4 所示。图 8-4 用两片 74LS138 组合成 4/16 译码器（2） 二十进制译码器 CC4028CC4028 能将输入的 4 位二进制数表示的二十进制数译成十进制数，其逻辑图及引脚功能如图 8-5 所示。其中 A3A2A1A0 是地址输入端，
6、Y 0Y9 是译码输出端，由逻辑图可知，CC4028 的输出能拒绝伪码，当输入为 10101111 时，所有输出全为 1。此外，CC4028 没有使能端，因此不能作多路分配器使用。但若用 A2A1A0 作地址输入端，Y 8、Y 9 闲置不用，A 3 可以作为使能端使用，此时的 CC4028 变成了 3/8 线译码器，A3 的选通功能与 74LS138 的 S2、S 3 相同，为低电平使能。所以 CC4028 不仅可作为一般译码器使用，也可以作多路分配器使用或实现逻辑函数等多种功能。（a）(b)图 8-5 CC4028 逻辑图及引脚功能（3） 数码显示译码器a、 七段发光二极管（LED）数码管L
7、ED 数码管是目前最常用的数字显示器，图 8-6（a） 、 （b ）为共阴极管和共阳极管的电路， （c）为两种不同出线形式的引出脚功能图。一个 LED 数码管可用来显示一位 09 十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5 寸和0.36 寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（普通为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为 22.5V，每个发光二极管的点亮电流在 510mA。LED 数码管要显示BCD 码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。图 8-6 LED 数码管符号及引脚功能b、 BCD 码七段译码驱动器此类译码器型号有 74L
8、S47（共阳） ，74LS48 （共阴） ，CC4511（共阴）等，本实验采用 CC4511BCD 码锁存七段译码驱动器。驱动共阴极数码管。图 8-7 为 CC4511 引脚图CC4511 内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒绝伪码的功能，当输入码超过 1001 时，输出全为 0。图 8-7 CC4511 引脚排列其中A、B、C 、DBCD 码输入端a、b、c、d、e 、f 、g 译码输出端，输出 “1”有效，用来驱动共阴极 LED 数码管。LT测试输入端，LT=“0”时，译码输出全为“1”BI消隐输入端，BI=“0”时，译码输入全为“0” ，数码管熄灭
9、。LE锁定端，LE=“1”时泽码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在 LE=0 时的数值，LE=0 为正常译码。码输 入图 8-8 CC4511 驱动一位 LED 数码管在数字电路实验板上已完成了译码器 CC4511 和数码管 BS202 之间的连接。实验时，只要接通+5V 电源和将十进制数的 BCD 码接至译码器的相应输入端 A、B、C 、D即可显示 09 的数字。四位数码管可接受四组 BCD 码输入。CC4511 与 LED 数码管的连接如图 8-8 所示。表 8-2 为 CC4511 功能表。表 8-2输 入 输 出LE BI LTD C B A a b c d e f g 显示字形
10、0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 60 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 70 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 80
11、 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 90 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐1 1 1 锁 存 锁存三、实验设备与器件：1、+5V 直流电源 2、双踪示波器3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关5、0-1 指示器 6、拨码开关组8、译码显示器9、74LS1382 C
12、C4028 CC4511四、实验内容：1、数据拨码开关的使用。将实验箱中的四组拨码开关的输出 Ai、B i、C i、D i 分别接至 4 组显示译码/驱动器CC4511 的对应输入口，接上V 显示器的电源，然后按功能表输入的要求揿动四个数码的增减键（“”与“”键） ，观察码盘上的四位数与数码管显示的对应数字是否一致，及译码显示是否正常。( 验证编码和显示译码的工作原理)、74LS138 译码器逻辑功能测试将译码器使能端 S1、S 2、S 3 及地址端 A1、A 2 、A o 分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端 Y7YO 依次连接在指示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表 8-1逐项测试
13、 74LS138 的逻辑功能。输 入 输 出S1 S2+S3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y71 0 0 0 01 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 11 0 1 0 01 0 1 0 11 0 1 1 01 0 1 1 10 X X X XX 1 X X X、用 74LS138 构成时序脉冲分配器 d参照图 8-2 和实验原理说明，时钟脉冲 CP 频率约为 10KHz，要求分配器输出端YOY7 的信号与 CP 输入信号同相。此时令 S1=1、S 3=0、S 2 输入 CP输 入 输 出S1 S2 S3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y
14、4 Y5 Y6 Y71 脉冲 0 0 0 01 脉冲 0 0 0 11 脉冲 0 0 1 01 脉冲 0 0 1 11 脉冲 0 1 0 01 脉冲 0 1 0 11 脉冲 0 1 1 01 脉冲 0 1 1 10 X X X X XX 1 1 X X X画出分配器的实验电路，用示波器观察和记录在地址端 A2A1AO 分别取 000111 8 种不同状态时 YOY7 端的输出波形，注意输出波形与 CP 输入波形之间的相位关系。 (如果要求输出波形与 CP 输入波形之间是反相位关系,如何引进 CP?请做实验说明.)4、用两片 74LS138 组合成一个四线十六线译码器，并进行实验。请参照 8-2
15、 的表画出表格,将实验数据填写 (只填有效数据 )5、二十进制设码器选取二十进制设码器 CC4028，按实验原理的说明，自拟实验线路，进行实验和记录。输 入 输 出A3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y90 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 1要求:说明 4028 芯片是否可以拒绝伪码 ?输出信号有效电平?输入编码的高低排序?五、实验预习要求：1、复习有关译码器和分配器的原理；2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。六实验报告：1、画出实验线路，把观察到的波形画在纸上，并标上对应的地址码；2、对实验结果进行分析、讨论。
