实验4译码器及其应用(精)

一.实验目的

1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法

2．熟悉数码管的使用。

二.实验原理

1.译码器

译码器是一个多输入、多输出的逻辑电路。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广泛的用途，不仅用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配，存储器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。

2.译码器的分类

（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线—4线、3线—8线、4线—16线译码器。若有几个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。

以3线—8线译码器74LS138为例进行分析，图3-21和图3-22分别为其逻辑图及引脚排列。其中A2、A1、A0为地址输入端，是译码器输出端，是使能端。

表3-6为74LS138功能表，当时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。当时或时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

二进制译码器实际上也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）

表3-6     74LS138的功能表

图3-21    3-8译码器74LS138逻辑图

如图3-23，若在S1输入端输入数据信息，，地址码所对应的输出是S1数据信息的反码；若从输入数据信息，令，地址码所对应的输出就是端数据信息原码。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地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同地点。

图3-22    74LS138列脚排列            图3-23    作数据分配器

二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，图3-24所示电路所实现的就是，利用使能端能方便地将两个3/8译码器组合成一个4/16译码器。

 （2）二—十进制译码器CC4028

图3-24    实现逻辑函数                    图3-25    CC4028引脚功能

二—十进制译码器CC4028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，其中A0A1A2A3是地址的输入端，~是译码器的输出端，它能拒绝伪码，当输入1010~1111时，所有的输出全为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作地址的输入端，、闲置不用，A3可以作为使能端使用，此时CC4028变成3/8译码器，A3的选通功能与74LS138的相同，为低电平使能。所以CC4028不仅可作一般译码器使用，也可以作多路分配器使用实现逻辑函数多种功能。

（3）数码显示译码器

①七段发光二极管（LED）数码管

LED数码管是目前最常用的数字显示器，分共阳、共阴极两种电路。 

图3-26　共阴连接（‘1’电平驱动）          　　图3-27    引脚功能

一个LED数码管可用来显示一位0~9十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（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2~2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。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器的功能，还要有相当的驱动能力。

②BCD码七段译码驱动器

此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验所采用CC4511是BCD码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴极LED数码管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。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为0，数码管熄灭。

管脚功能说明：

DA、DB、DC、DD——BCD码输入端

OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG——译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管

——测试输入端，=“0”时，译码输出全为“1”

——消隐输入端，=“0”时，译码输出全为“0”

EL——锁定端，LE=“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。

CC4511与数码管BS202之间的连接如图3-29所示

图3-28    CC4511引脚排列              图3-29    CC4511驱动一位LED数码管

三.实验设备与器件

1．+5V直流电源 双踪示波器 ．连续脉冲源 

4．逻辑电平开关 ．0—1指示器  6．拨码开关组

7．译码显示器 ．74LS138*2实验箱内已接好)

四.实验内容

1.74LS138译码器逻辑功能测试

将译码器使能端及地址端A2、A1、A0分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端依次连接在0—1指示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，测试74LS138的逻辑功能。

2.用74LS138构成时序脉冲分配器

 时钟脉冲约为1Hz，要求分配输出端的信号与CP输入信号同相。画出分配器的实验电路，用示波器观察和记录在地址端A2A1A0分别取000～111  8种不同状态时端的输出波形，注意输出波形与CP输入波形之间的相位关系。

3.用两片74LS138组合成一个4线—16线译码器

4.二—十进制译码器

选取二—十进制译码器CC4028，按实验原理的说明，自拟实验线路，进行实验和记录。

6.  (选做)    

在不用其它门电路的情况下，能否用两片74LS138实现4-16同相的时序脉冲分配器，能否实现4-16反相的时序脉冲分配器，若能画出电路图并实验予以实现，若不能，说明原因。

五.实验预习报告要求

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。

3. 举例说明数据分配器和数据选择器有何区别

六.实验报告

1.画实验线路，把观察到的波形画在坐标纸上，并标上对应的地址码。

2.对实验结果进行分析、讨论。