线线译码器9617.pdf

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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 目：4 线-16 线译码器 系 别：电子信息工程部 班 级：B041301 学 号：B04130111 学生姓名：指导教师：成 绩：沈航北方科技学院 课程设计任务书 教学部：电子信息工程部 专业：自动化 课程设计题目：4 线-16 线译码器 班级：B041301 学号：B04130111 姓名：课程设计时间：2012 年 8 月 27 日至 2012 年 9 月 7 日 课程设计的内容及要求：(一)主要内容：1.掌握数字电路知识，设计 4 线-16 线

2、译码器电路 2.对相关元器件及其工作原理进行详细分析 3.完成课程设计论文 (二)基本要求：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.连接电路实现功能 3.分析各个元件的功能 4.撰写 3000 字左右的论文 (三)主要参考书：1.数字电路与系统 唐志宏 韩振振 编 2.数字电路实验指导书 (四)评语：(五)成绩：指导教师：年 月 日 负责老师：年 月 日 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，

3、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

4、 线-16 线译码器。关键词：译码器 组合逻辑电路 编码 目录 第一章 绪论 6 第二种 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 元器件选择 10 74LS138 4 线-16 线译码器10 输入端.13 输出端.13 第四章 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 结论及收获.19 第六章 感谢篇及参考文献.20 附录 1.21 第一章 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

5、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 电路设计及工作原理 电路整体设计方框图 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）。输入 译码 输出 图 2-1 为 4 线-16 线译码器逻辑图 工作原理 用

6、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138（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

7、 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 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（1）（2）式（2）表明时，第（2）片 74LS138 工作，第（1）片 74LS138 禁止，将的 10

8、001111 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 元器件选择 74LS138 3 线-8 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 74LS13

9、8 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

10、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

11、。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 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 电路的输出端是由试验箱的电路板的 16 个 LED

12、小灯组成。如图 3-3-1 所示 图 3-3-1 电路输出端 第四章 电路连接及测试 实验准备过程 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

13、，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 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

14、-3-4 所示 图 4-3-3 输入为 1101 图 4-3-4 输出端为 13 第五章 结论及收获 通过本次课程设计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

15、，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。第六章 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.数字电路与系统 唐志宏 韩振振 编 2.数字电路实验指导书 3.图片来自 附录 1 元件清单 元件名称 数量 74LS138 译码器 2