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1、线线译码器 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】课程设计说明书题题目：目：系系别：别：班班级：级：学学号：号：学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：成成绩：绩：线线-16-16 线译码器线译码器电子信息工程部电子信息工程部 4 4 B041301 B041301 B04130111 B04130111沈航北方科技学院沈航北方科技学院课程设计任务书教学部：教学部：电子信息工程部电子信息工程部专业：专业：自动化自动化课程设计题目：课程设计题目：4 4 线线-16-16 线译码器线译码器班级：班级：B041301 B0413
2、01学号：学号：B04130111 B04130111姓名：姓名：课程设计时间：课程设计时间：2012 2012 年年 8 8 月月 27 27 日至日至 2012 2012 年年 9 9 月月 7 7 日日课程设计的内容及要求：课程设计的内容及要求：(一一)1.16 线译码器电路主要内容：主要内容：掌握数字电路知识，设计 4 线-2.详细分析对相关元器件及其工作原理进行3.完成课程设计论文基本要求：基本要求：(二二)1.掌握数字集成电路组成的组合逻辑电路的分析和设计方法，并设计 4 线-16 线译码器的逻辑图，画出 4 线 16 线的功能表，了解 74L138 的引脚图和连接方法2.3.4.
3、(三三)1.振振 编2.(四四)(五五)成绩：成绩：连接电路实现功能分析各个元件的功能撰写 3000 字左右的论文主要参考书：主要参考书：数字电路与系统 唐志宏 韩数字电路实验指导书评语：评语：指导教师：指导教师：年年月月日日负责老师：负责老师：年年月月日日摘要摘要器是的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为 2 的 n 次方译码和译码两类。显示译码主要解决显示成对应的十、或的转换功能，一般其可分为驱动 LED 和驱动 LCD 两类。是的逆过程，在编码时，每一种，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的或者。把代码状态的特定含
4、义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的称为译码器。或者说，译码器是可以将输入的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。根据需要，输出信号可以是，也可以是或者。译码器主要在通信系统学科中学到，生活中有很多信息通信的例子，包含各种编码算法。译码器的开发和利用给我们的生产生活带来了很大程度的提高。所以我们对译码器的研究是很有必要的。本次设计一个是由译码器变换的 4 线-16 线译码器。关键词：译码器 组合逻辑电路编码目录目录第一章第一章 绪论绪论 6第二种第二种 电路设计及工作原理电路设计及工作原理 7电路整体设计方框图7工作原理7第三章第三章 元器件选择元器件选择 10 74LS138
5、4 线-16 线译码器10输入端.13输出端.13第四章第四章 电路连接及测试电路连接及测试.14实验准备过程.14电路组装.14电路调试.17第五章第五章 结论及收获结论及收获.19第六章第六章 感谢篇及参考文献感谢篇及参考文献.20附录附录 1 1.21第一章第一章绪论绪论译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。广泛应用于数据的解码、分配、寻址和控制等各方面。译码器可分为通用译码器和现实译码器两大类。通用译码器又分为变量译码器（二进制译码器）和代码变换译码器。本次课程设计的题目是 4 线-16 线译码器。4 线-16 线译码器是将 4个二进制编码输入译成 16 个彼此独立的输出的之一。它
6、是将数据从一个输入线分配到 16 个输出的任意一个而实现解调功能的译码器。本次课程设计是用两片 74LS138 实现 4 线-16 线译码器。第二章第二章电路设计及工作原理电路设计及工作原理电路整体设计方框图输入译码输出在输入端输入 D3、D2、D1、D0 相对应的二进制编码（0/1），通过译码器“翻译”得出输出端的结果 Y0-Y15,如：当 D3、D2、D1、D0分别为 1010 时，输出端为 Y10（10）。图 2-1 为 4 线-16 线译码器逻辑图工作原理用两片 3 线-8 线译码器138 构成 4 线-16 线译码器的逻辑图如图2-1 所示。利用138（1）的控制端 S1、S2与13
7、8（2）的控制电路 S1 相连，接入四位输入 D0、D1、D2、D3 的最高为 A3 可以完成译码器的扩展。当 D3=0 时，138（1）工作，而138（2）处于禁止状态，输出为高电平；而当 D3=1 时，138（2）工作，138（1）处于禁止状态。138（1）输出为 Y0 Y7 138(2)输出为Y8 Y15由图 2-2 可见，74LS138 仅有 3 个地址输入端。如果想对 4 位二进制代码，只能利用一个附加控制端（当中的一个）作为第四个地址输入端图 2-2 3 线-8 线译码器逻辑图取第（1）片 74LS138 的和作为它的第四个地址输入端（在同一个时间令），取第（2）片的作为它的第四个
8、地址输入端（在同一个时间令），取两片的、，并将第（1）片的和接至，将第（2）片的接至，如图 2-3 所示，于是得到两片 74LS138 的输出分别为（1）（2）图 2-3 为两片 74LS138 的输出表达式图 2-3 中式（1）表明时第（1）片 74LS138 工作而第（2）片74LS138 禁止，将的 00000111 这 8 个代码译成 8 个低电平信号。而式（2）表明时，第（2）片 74LS138 工作，第（1）片 74LS138 禁止，将的 10001111 这 8 个代码译成 8 个低电平信号。这样就用两个 3 线8 线译码器扩展成一个 4 线16 线的译码器了。第三章第三章元器件
9、选择元器件选择 74LS138 3 74LS138 3 线线-8-8 线译码器线译码器 3 线8 线译码器 74LS138，图 3-1-1 为 74LS138 实物图。图 3-1-1 74LS138 3 线-8 线译码器实物图3 线8 线译码器除了 3 线到 8 线的基本译码输入输出端外，为便于扩展成更多位的译码电路和实现数据分配功能，74LS138 还有三个输入使能端EN1，EN2A 和 EN2B。74LS138 真值表和内部逻辑图分别见表 3-1-2 和图3-1-3。图 3-1-2 74LS138 译码器真值表图 3-1-3 74LS138 内部逻辑图图 3-1-4 所示符号图中，输入输出
10、低电平有效用极性指示符表示，同时极性指示符又标明了信号方向。74138 的三个输入使能（又称选通ST）信号之间是与逻辑关系，EN1 高电平有效，EN2A 和 EN2B 低电平有效。只有在所有使能端都为有效电平（EN1EN2AEN2B=100）时，74138 才对输入进行译码，相应输出端为低电平，即输出信号为低电平有效。在EN1EN2AEN2B 100 时，译码器停止译码，输出无效电平（高电平）。图 3-1-4 74LS138 符号图无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到 74LS138 的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平 1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平 0，其余 7 个输出引脚全
11、为高电平 1。如果出现两个输出引脚同时为 0的情况，说明该芯片已经损坏。集成译码器通过给使能端施加恰当的控制信号，就可以扩展其输入位数。当附加控制门的输出为高电平（S1）时，可由逻辑图写出图 3-1-5表达式图 3-1-5 74LS138 各个输出表达式由上式可以看出，同时又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。71LS138 有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。带控制输入端的译码
12、器又是一个完整的数据分配器。在图电路中如果把作为“数据”输入端（同时），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当101 时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。输入端输入端电路的输入端是由 4 个开关构成，开关向上指示灯亮为输入高电平。如图 3-2-1 所示图 3-2-1 电路输入端输出端输出端电路的输出端是由试验箱的电路板的 16 个 LED 小灯组成。如图 3-3-1 所示图 3-3-1 电路输出端第四章第四章电路连接及测试电路连接及测试实验
13、准备过程依据我们整理的课上所学到的知识和上网查阅的资料，到实验室跟老师领取实验所需的元件 74LS138 译码器，根据电路图连接电路，用数字万用表测试直流电源电压等。电路组装实物图是根据电路原理图和元器件搭接组装了整体实物连接图如图 4-2-1 所示图 4-2-1 整体实物连接图电路采用实验室的 5V 直流电源，如图 4-2-2 所示图 4-2-2 电路电源图电路的扩展电路是由两个 74LS138 构成，如图 4-2-3 所示图 4-2-3 扩展电路电路的输入端为 A3、A2、A1、A0，如图 4-2-4图 4-2-4 输入端电路的输出端是由 16 个 LED 小灯组成，如图 4-2-5 所示
14、图 4-2-5 输出端电路调试这个环节电路的连接已经全部完成，接下来就是调试的过程，也是验证我们的电路连接的是否成功。当我们在输入端输入 1111（即 A3=1 A2=1 A1=1 A0=1）时，如图4-3-1 所示，输出端为 15，即 Y15 亮，如图 4-3-2 所示图 4-3-1 输入为 1111图 4-3-2 输出端为 15当我们在输入端输入 1101（即 A3=1 A2=1 A1=0 A0=1）时，如图 4-3-3 所示，输出端为 13，即 Y15 亮，如图 4-3-4 所示图 4-3-3 输入为 1101图 4-3-4 输出端为 13第五章第五章结论及收获结论及收获通过本次课程设计
15、使我们学习到了很多东西，比如，74L138 译码器的应用，简易的电路连接，自己动手画电路图，然后打印电路图在实验的过程中连接错过、失败过、反复的失败过，但在刘老师和同学的耐心指导帮助下，我终于连接成功了，使我圆满的完成了课程设计。两周的时间转瞬即逝，课程设计已经接近尾声，在这两周的课程设计中学到了很多知识。在课设开始指导老师安排了课设要做的具体内容，在实验中需要用两个 74LS138 译码器组成一个 4 线-16 线译码器。在连接两个 74LS138 的连接时遇到了一些麻烦问题，最后在老师的悉心指导下克服了困难，总体来说这次课设做的还是很成功的，这次课程设计的安排让我的实践能力也有了很大的提高
16、。第六章第六章感谢篇及参考文献感谢篇及参考文献经过不懈的努力，我终于完成了“4 线-16 线译码器”这个课程设计，在此，我要感谢陪伴我们两周实习课程设计的刘老师，是您给了我大学期间最难忘的两周实习您严肃的科学态度，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到电路图的连接，刘老师都一直帮助我，从一开始选的复杂的课题，到后来老师亲自为我挑选一个相对简单的课题，刘老师都一直帮助我，当电路图连接错误的时候，刘老师耐心的为我排查错误，帮助我成功的连接成功电路，最终使我顺利的完成了课程设计，在此，我要对刘老师说一声“老师，谢谢您！”有了这次难忘的实习，我想这对我以后的成长道路都会有深深的影响，会帮助我取得成功，最后，深深的感谢每一位帮助过我的老师、同学！参考文献1.振振 编数字电路与系统 唐志宏 韩2.3.图片来自数字电路实验指导书附录附录 1 1 元件清单元件清单元件名称元件名称数量数量74LS13874LS138 译码器译码器2 2