实验四编码器,译码器,数码管(定稿)2

1、实验四 编码器、译码器、数码管一、实验目的1 .掌握编码器、译码器和七段数码管的工作原理和特点。2 .熟悉常用编码器、译码器、七段数码管的逻辑功能和他们的典型应用。3 .熟悉“数字拨码器”（即“拨码开关”）的使用。二、实验器材1 .数字实验箱1台2 .集成电路：74LS139、74LS248. 74LS145. 74LS147. 74LS148 各1片 74LS1382 片3 .电阻： 200 Q 14个4 .七段显示数码管：LTS547RF1个三、预习要求1 .复习编码器、译码器和七段数码管的工作原理和设计方法。2 .熟悉实验中所用编码器、译码器、七段数码管集成电路的管脚排列和逻辑功能。3

2、.画好实验用逻辑表。四、实验原理和电路按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分成两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一 类叫做时序逻辑电路.组合逻辑电路在任何时刻其输出信号的稳态值，仅决定于该时刻各 个输人端信号的取值组合。在这种电路中，输入信号作用以前电路的状态对输出信号无影 响。通常，组合逻辑电路由门电路组成。<-）组合逻辑电路的分析方法：a.根据逻辑图，逐级写出函数表达式。b.进行化简：用公式法或图形法进行化简、归纳。必要时，画出真值表分析逻辑功能。<-）组合逻辑电路的设计方法：从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。一般分以下四步进行。a.分析要求：将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪

3、些是输出函数。进行逻辑变 量定义（即定义字母A、B、C、D所代表的具体事物）。b.根据要求的输入、输出关系，列出真值表。c.进行化简：变量比较少时，用图形法：变量多时，可用公式法化简。化简后，得出 逻辑式。d.画逻辑图：按逻辑式画出逻辑图。进行上述四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件一一数字集成电路，进行实验 论证。值得注意的是，这些步骤的顺序并不是固定不变的，实际设计时，应根据具体情况和 问题难易程度进行取舍。（三）常用组合逻辑电路：1 .编码器编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。编码操作就是将具体的事物 或状态表示成所需代码的过程。按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要

4、分成二类：普通编码器和优先编码器。普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。包括：a.二进制编码器：如用门电路构成的42线，83线编码器等。b.二一十进制编码器：将十进制的。9编成BCD码，优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成 混乱。为解决这一问题，需采用优先编码器。如8线一3线集成二进制优先编码器74LS148、 10线一4线集成BCD码优先编码器74LS147等。2 .译码器译码器也是一种组合逻辑电路。所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过 程。实现译码操作的电路称为译码器。译码器分成两类：状态译码器：将代码所代表的事物和状态“翻译”出

5、来的译码器。常用的状态译码器有：集成二进制译码器：2线一4线译码器74LS139, 3线一8线译码 器74LS138；二一十进制译码器（BCD码一十进制）74LS145等。显示译码器：将代码“翻译”成七段数码管的显示码，用来驱动各种数字显示器，如 共阴极数码管译码驱动器74LS48和74LS248,共阳数码管译码驱动74LS47和74LS247等。三、实验内容及步骤（-）译码器实验1.状态译码实验:图3.1 74LS139 24线译码器实验电路输入输出GBAYoYiy2丫31XX1111000001010011表3.1 74LS139 2-4线译码器功能表va W ®®1段

6、-I1614c文伙找|VCC YO Yl_Y2 >3 Y4 Y5 Y6Y7(74LS13S图3.2 74LS138 3-8线译码器实验电路 将2线-4线译码器74LS139和3线-8译码器 74LS138分别插入实验箱的IC插座中。 按图3.1接线，输入G、B、R信号，观察LED 输出Y。、匕、丫二、R的状态，并将结果填人表3. 1中。 （G是使能端）按图3.2接线，输入Gl、G2A、G2B、A、B、C 信号，观察LED输出Y。Y：。当使能信号G,、G”、置满 足表3.2条件时，译码器选通.（G,、Gu、G,是使能端） 译码器扩展，用一片74LS139双2 4线译码器可接成3-8线译码器

7、。用两片74LS13838线译码器可组成4-16线译码器，按图3.3接线，即可完成24线、3一 8线译码器的扩展。同样的方法，可 完成更多的译码器的扩展功能。VCC合®合LED16心外心 大IYO 1Y! IY2 1Y374I.SI399d2Y0 2YI 2Y2 2Y3Gl B! Al GNDI5V 131QXI74LSO414图3.3 （a） 2-4线译码器扩展输入输 出使能选择YoYi Y2 Y3Y4Y5Y6Y7Gl G2*CBAX 1XXX111111110 XXXX111111111 00001 000 11 00 1 01 00 1 11 01 001 01 0 11 01

8、 1 01 01 1 1表3.2 74LS138 3-8线译码器功能表G2* = G2A +G2bBCD码一十进制译码器实验将BCD码一十进制译码器74LS145插入实验箱中，按图3. 4接线。其中BCD码用数字 实验箱的8421码拨码开关产生（8421拨码开关的工作原理见附录E）, 74LS145的译码输出 Y。R与发光二极管LED相连。按动拨码开关，观察译码器输出指示灯LED的显示位置是否 和拨码开关所指示的十进制数字一致，（注：拨码开关的输出端A、B、C、D也可接到数字箱的输出指示灯上，以便观察拨码开关的输出BCD码值）。2.显示译码实验将显示译码驱动集成电路74LS248 （或74LS

9、48）和共阴极数码管插入实验箱空IC插座 中，按图3. 5接线。图3.6为共阴极数码管。5-547血管脚排列图（字而向上）。接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致，记录结果。如不用8421拨码开关，也可用四位逻辑开关代替。1.UDYO Yl Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y974LSI45 A B C DCNDVCC3 丁248同vcc图3.4 BCD.十进制译码器电路VCC09y/1 产图3.5显示译码实验电路图3.67段数码管接脚图说明: 74LS48和74LS248的引脚和使用方法完全相同，显示字型略有不同。74LS248较好。b.7段数码管内部由发光二极管

10、（LED）组成字型的笔画。根据LED的连接方式不同分成共阴 型和共阳型两种。共阴型7段数码管中全部LED的阴（负）极连接在一起；共阳型7段数码 管中全部LED的阳（正）极连接在一起。在使用时要正确选择。c. 7段数码管的dp为小数点（decimalpoint）,不参加译码。G为公共极，共阳或共阴，两个G脚内部相连。（二）编码器实验1 .普通编码器实验：根据图37所示电路，使用4输入与非门74LS20组成83线普通编码器，其输入接8位逻辑开关，愉出A、B、C接输出指示灯LEDc每个输入信号以 低电平为有效信号。其输入/输出的逻辑关系为：Yo =匕=y2 = rn目 由上式可列出真值表如表3. 3

11、所示。进行实验验证。表3.3编码器的真值表输入输 出a3a3a333Y：Y：Yo10111111001110111110101110111101111110111100111110111011111110111011111110111图3,7与非门组成的编码器实验线路图2.104线集成优先编码器实验：将10-4线（十进制一BCD码）集成优先编码器74LS147插入实验系统IC空插座中， 按照图3. 8接线。其输入接逻辑开关，输出D、C、B、A接四个输出指示灯LED。接通电源，按表3. 4要求输入逻辑01电平，观察输出结果并填入表3. 4中。（见下 页）3.83线集成优先编码器实验：将83线集成

12、优先编码器74LS148按上述同样方法进行实验论证。其接线如图3.9所示。功能表见表3.5 o （见下页）六、实验报告要求1 .整理实验线路图和实验数据、表格，2 .总结集成电路进行电路扩展的方法。3 .比较用门电路组成组合逻辑电路和应用专用集成电路各有什么优、缺点。VCC 5TLK1K2K3K4 K5 K<.K7 K8 K9入(K)输11112345678 9D CA1111111111 11 1XXXXX X X X 0XXXXX X X 01XXXXX X 011XXXXX 0111XXXX01111XXX011111XX0111111X01111111011111111表3-4 十进制/ BCD码编码器功能表X：状态随意图3.8 104线编码器