数字逻辑第7讲编码器和译码器

1、数字逻辑digital logic主讲颜俊华第七讲编码器和译码器computer science掌握编码器工作原理掌握译码器工作原理掌握用译码器实现逻辑函数数字逻辑college of computer science swpu编码:是指用文字、符号和数码来表示某种信 息的过程。在数字系统中，由于采用二进制运算处理数据,因此通常将信息编成若干位二进制代码。在逻xj辑电路中，信号都是以高、低电平的形式给出。编码器:实现编码的数字电路，把输入的每个高低电平信号编成一组对应的二进制代码。数字逻辑,swpu二进制编码器二进制编码器：对二进制编码的组合电路。假设某编码器有n个输入端,/0,人人_1，有m

2、 个输出端&幷，空。为了不使输出发生混乱而产生错误，普通编码器规定，在任何给tj定的时刻，n个输入端中只能有一个有效，其余n-1个都不能出现。同时也可以知道，输入端的个数与输出端的个数有以下关系:t>n数字逻辑college of computer science, swpu二进制编码器编码器的输出代码可以是原码形式也可以是反 码形式。与十进制数数值对应的二进制码为原码。把原码各位取反得到的码为反码。数字逻辑college of computer science swpu二进制编码器例设计一个输入为8个高电平有效信号, 输出为原码输出的3位二进制编码器。组合逻辑电路设计步骤?数字

3、逻辑college of computer science swpu二进制编码器真值表io i i2 i3 i4 i5 i6 i7丫2 丫1 yo100000000 0 0010000000 0 1001000000 1000010000oil0000100010 00000010010 100000010110000000011113住二进制偏码春的其值表n个输出制器进码一一编0 12 y y y2n个输入数字逻辑college of computer science, swpu二进制编码器逻辑表达式0人【2【3【4【5】6 7 +，0 '1【2厶456 7 +，0 a【2 厶 14

4、 567 +，0 '1 2 厶【4 5 67数字逻辑,swpu化简二进制编码器利用约束项来化简数字逻辑college of computer science, swpu二进制编码器逻辑表达式e二厶+厶+人+厶y1=i2+厶+人+厶x)=厶+厶+厶+，7数字逻辑college of computer science, swpu逻辑电路图（注意：与i。无关）数字逻辑%0/1 /0>:1上1±1ohhoo线，3线编码器college of computer science, swpu思考：如果用与非门实现的话，y2、y1、y0的 表达式该如何变？乃w4数字逻辑ox &

5、丫2=茴5乔 y产lm0 0college of computer science, swpu二进制优先编码器二进制编码器：要求任何时刻只能有一个有效 输入。如果某时刻同时出现多个有效输入该如何处理? 设定优先级（priority）即采用优先编码器。不是对所有有效输入信号进行编码，而是根据 设计时规定好的信号优先编码顺序，选择其中 相对优先级最高的输入信号进行编码。数字逻辑college of computer science swpu二进制优先编码器二进制优先编码器例：设计一个8线3线优先编码器,在输入的个信号厶中，厶的优先级最高，人次之，依 此类推*厶最低。真值表h%输厶入输出a41?1a

6、)1xxxxxxx11101xxxxxx110001xxxxx1010001xxxx10000001xxx011000001xx0100000001x00100000001000,swpu数字逻辑二进制优先编码器逻辑表达式+ ji 6 + 1 j6【5 + 7丿6)5【4+ a + 厶 + ?4+6 + hhm【3 + ij j5j3【2+，6 +人厶厶+ i6【5 +力厶人人厶+ hhhhhhk+ 人/5 +厶，4厶 +，6,4,2厶数字逻辑college of computer science swpu二进制优先编码器逻辑图8线3线优先编码器&$1&数字逻辑数字逻辑coll

7、ege of computer science swpu数字逻辑y2=i1 +，6 +，5 +4y=i1+i6+i5i+i5i412二进制优先编码器思考：如果将输入和输出改为以低电平为有效信号, 那么逻辑表达式是怎么样的呢？逻辑图呢？y0=i1+ i6i5 + /6/4z3 + i6i4i2i,数字逻辑college of computer science swpu使能输入342中规模集成优先编码器74x1482ji7a2a1a0gsei_l有效 有输入请求2*gs_l有效选通输出使能输出，用于级联ell有效 没有输入请求 e0丄有效数字逻辑college of computer scienc

8、e, swpu等效门符号牛根定理）2个74x148级联为16 - 4优先偏码春用&3优先偏码春74x148级联为6牛6优先偏码春输入由8964,需8片74x148每片优先级不同（怎样实现？） 保证高位无输入时，次高位才工作 高位芯片的e0端接次高位芯片的ei端输出：6位低3位片内优先级高3位一片间优先级yei a2aalay17 aoa:gsay10 eoa片间优先级的编码片输出a2a0利用第9片74x14通过或门作为*每片的gs端接到第9片的输入端最终输出的低3位*第9片的输出作为高3位（ra5ra3）ra2rao数字逻辑college of computer science, sw

9、pu分析判走优先级亀珞：（利用74x148 ）8个电平有效输入i0_l-i7_l,io_l的优先级最高数字逻辑college of computer science, swpu数字逻辑college of computer science, swpu地址输出a2a0,高 电平有效若输出avaud高电平有效，则表示至少有一个输入有效74x14数字逻辑college of computer science, swpu数字逻辑college of computer science, swpuio_l-c17 l-cei1710a2alaogseoa2ala aoaa avalid数字逻辑colleg

10、e of computer science, swpu役计判走优先级削珞：（利用74x148 ） 8个输入1017高电平有效，17优先级最高 地址输出a2a0,高电平有效如果没有输入有效，为111且输出idle有效数字逻辑college of computer science, swpu数字逻辑college of computer science, swpu74x141710>°>° lceic 17a2alaoeocccc>>> >数字逻辑college of computer science, swpu二±进制优先编码器二

11、十进制优先编码器：bcd码编码器 真值表：教材p112表3-9逻辑图：教材p112图3-12(decsder)译码：把代码状态的特定含义翻译过来的过程为译码。译码器：实现译码操作的逻辑电路。就是把一种代码转换为另一种代码的电路。 一般说来，输出编码比输入编码位数多。一种最常用的悄况译码麥（decoderjl 2"中取1码l n位二进制码输入编码丄p输出y 编码使能:输入编码2_丁输出2_编码数字逻辑数字逻辑n位二进制码偏码麥（encoderj设二进制译码器的输入端为n个，则输出端为 2n个，且对应于输入代码的每一种状态，2"个 输出中只有一个为1 （或为0）,其余全为0（或

12、为1） o二进制译码器可以译出输入变量的全部状态, 故也称为变量译码器。数字逻辑二进制译码器2-4译码器aoaiyoy1y2y32-4 二进制诈码春真值表输入输出enala2y3y2y1yo0xx00001000001101001011001001111000数字逻辑college of computer science swpu24二进制咋码春真值表yo = en (av -a2f)yl = en ( al7-a2 )y2 = en ( al -a27)y3 = en - (a1 a2 )y,输入输出en al a2y3 y2 yl yo0 x x0 0 0 010 00 0 0 110 1

13、0 0 101100 10 011110 0 0数字逻辑college of computer science swpuen数字逻辑大规摸元件的逻辑符号g_l-cgy03yo_ly13y1_la -ay23y2_lb -by33y3_l数字逻辑college of computer science swpu真值表译码器例设计一个3线8线译码器a2a!aoyoyiy2丫3丫4y5丫6y70001000000000101000000010001000000110001000010000001000101000001001100000001011100000001数字逻辑college of com

14、puter science swpu译码器逻辑表达式0 = 44 a) 乙=a2axaq数字逻辑college of computer science swpu数字逻辑college of computer science swpu4 = aaa)e = 2 a a)e = a2aiaq数字逻辑college of computer science swpu数字逻辑college of computer science swpu数字逻辑college of computer science swpuo4数字逻辑college of computer science swpuf】y1均j4 ey

15、6oo <? <o0161514131211 1()9174lgt;o1/1q 力 i a2 g52a 2b、a o?! i； gnd(a)引脚排列图yo岭yi乙r4丫5k7o0 oo0ooooot)ooo%yi门几k-74ls1384o4i azsrb stcstaoo右o力0力1力2g2a 2b gi逻辑功能示意图数字逻辑college of computer science swpu用74x13811计牛16译码發+ 5vcg1 y0g2ag2bab y7c do_l0-d7 lu1g1 yog2ag2bab y7c0-d15 l思路：16个输出需要

16、 片74x138?任何时刻只有 一片在工作。4个输入中， 哪些位控制片选 哪些位控制输入u2数字逻辑college of computer science swpu集成二进制38译码器思考:用74x138设计5-32译码器 32个输出需要多少片74x138 ?控制任何时刻只有一片工作利用使能端 5个输入的低3位控制输入 5个输入的高2位控制片选利用2-4译码器,swpu用译码器和逻辑门实现逻辑函数对于二进制译码器：yi = en mj74x13-0-cg1g2ag2y0y1y2y3y4y5：当使能端有效时，yi = mj对低电平有效输出：yi_l = yir当使能端有效时，yi_l = m/

17、= mjy6y7f = s(x,y,z)(0,3,6,7)=n(x,y,z)(124/5)数字逻辑,swpu用译码器和逻辑门实现逻辑函数用译码器和逻辑门实现逻辑函数f = s(x,y,z)(0z3z6z7)college of computer science swpu用译码器和逻辑门实现逻辑函数f = 口(x,y,z)(2, 4, 5 )m5m2七段显示译码器da b c d e f g dp数字逻辑,swpui7b常用的有： 半导体数码管(led)c液晶数码管(lcd)七段显示译码器输入信号：bcd码（用a3a2a1a0表示）输出：七段码（的驱动信号）a g1表示亮，0表示灭gecd111

18、1110 1101101 0011111a3 a2 al aoa b c d e f g七段显示诈码春的真值表0123456789ololololol oolloolloo oooolllloo oooooooollill oil110111 oil 10 1 0 0 1 111 111 1111110 0 0 0 0 110 1 10 0 1 0 0 11 10 11 1111 0 0 0 0 1111 0 0 11数字逻辑o 10 0 00 0 10 1010 00 0 0110 10 0 0 0 1 10 1111111110 0 0 0 0 0 0college of computer

19、 science, swpubcd -七段显示诈码春的卡诺图数字逻辑college of computer science swpubcd -七段显示诈码春的卡诺图00人3111l1pr0711°011110000 01 11 10丫 b = a3a1 + a2a1a0 + a2a1a0丫a = a3a2a2ao + a3a1 + a2a00001111111111(010111°°j数字逻辑college of computer science swpubcd -七段显示诈码春的卡诺图数字逻辑college of computer science swpubcd -七段显示诈码春的卡诺图111w1111(°00°)111011110心2、00011110yd = a2a1a0 + a2a1a0 + a2a1a0400 = a3a2 + a2a1a0io01111 11 /10数字逻辑college of computer science s