编码器+三态门chenyu

1、Class exercisen1、一把密码锁有三个按一把密码锁有三个按键键,分别为分别为X，Y，Z。当三个键都不按下时，当三个键都不按下时，锁不开，也不报警；锁不开，也不报警；当只有一个键按下时，当只有一个键按下时，锁打不开，但发出警报锁打不开，但发出警报信号；信号；当有两个键同当有两个键同时按下时，锁打开，也时按下时，锁打开，也不报警；不报警；当三个键同当三个键同时按下时，锁被打开，时按下时，锁被打开，但要报警。但要报警。n试设计此逻辑电路，试设计此逻辑电路，要求用要求用3线线-8线线 译码译码器和与非门实现。器和与非门实现。G1G2A-LG2B-LBCAY0_LY1_LY7_LY2_LY3

2、_LY4_LY5_LY6_L低位低位高位高位Yi = EN miG1G2A_LG2B_LENYi_L = Yi = ( EN mi )EN = G1 G2A G2B = G1 G2A_L G2B_L Y0_LY1_LY7_LY2_LY3_LY4_LY5_LY6_LENZYXABCG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774x138+5VFAnswer key for exercise 1Answer key for exercise 2Example 1Answer key for example 1Review of Last Class Decodern74X138n74X139n

3、Cascading Binary DecodersnBCD DecodernSeven-Segment DecodersG1G2A-LG2B-LBCAY0_LY1_LY7_LY2_LY3_LY4_LY5_LY6_L低位低位高位高位Yi = EN miYi_L = Yi = ( EN mi )The 74x138 3-to-8 Decoder 74x139 The 74x139 Dual 2-to-4 DecoderN0N1N2N3EN_L+5VD0_LD7_LD8_LD15_L思路：思路： 1616个输出需要个输出需要 2 2片片74x13874x138？Y0Y7ABCG1G2AG2BY0Y7

4、ABCG1G2AG2BU1U2任何时刻只有一片任何时刻只有一片在工作。在工作。 4 4个输入中，个输入中，N3N3位控制片选位控制片选N2N1N0N2N1N0位控制输入位控制输入design the 4-to-16 decoder二二- -十十进进制制译译码码器器0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1

5、 11 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1I3 I2 I1 I00123456789Y0_L Y9_L伪伪码码任任 意意 项项BCD Decod

6、erSeven-Segment Decodersabcdefg dp公共阴极公共阴极abcdefgd pNormally use ( (常用的有常用的有) )：Light-Emitting Diodes（LED, ,半导体数码管半导体数码管）Liquid-Crystal Display（LCD, ,液晶数码管液晶数码管）abcdefg dp公共阳极公共阳极七七段段显显示示译译码码器器的的真真值值表表0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 1

7、1 1 1 01 1 1 11 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 0 10 1 0 0 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0A3 A2 A1 A0a b c d e f g01234567891011121314156.5 Encoder ENCODER (P408)nIf th

8、e devices output code has fewer bits than the input code, the device is usually called an encoder. nProbably the simplest encoder to build is a 2n-to-n or binary encoder. encoder（编码器）（编码器）Binary encoder Y0Y1Y2I0I1I71 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10

9、 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoder2ninputsnoutputsencoder （编码器）（编码器）Y0 = I1 + I3 + I5 + I7Y1 = I2 + I3 + I6 + I7Y2 = I4 + I5 + I6 + I7前提：任何时刻只有前提：任何时刻只有 一个输入端有效。一个输入端有效。1 0 0 0

10、 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoderBinary encoder Y0Y1Y2I0I1I72ninputsnoutputsencoder （编码器）（编码器）Y0

11、= I1 + I3 + I5 + I7Y1 = I2 + I3 + I6 + I7Y2 = I4 + I5 + I6 + I7前提：任何时刻只有前提：任何时刻只有 一个输入端有效。一个输入端有效。Trouble:When more than One Inputs are asserted?优先级（优先级（prioritypriority）1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0

12、0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0The truth table for a 8-to-3 binary decoderIf multiple requests can be made simultaneously , how can the encoding device decide which? nThe solution is to assign priority to the input lines, so that when multiple requests are asse

13、rted, the encoding device produces the number of the highest-priority requestor. Such a device is called a priority encoder. (P408)6.5.1 Priority Encoders (P410 ) (优先编码器)A2A1A0IDLEI7I6I5I4I3I2I1I0将将 I0I7 转换为转换为 H0H7，保证其中，任何时刻只有一个有效保证其中，任何时刻只有一个有效H7 = I7H6 = I6 I7H5 = I5 I6 I7H0 = I0 I1 I2 I6 I7A2 =

14、H4 + H5 + H6 + H7A1 = H2 + H3 + H6 + H7A0 = H1 + H3 + H5 + H7Highest-Priority数大优先数大优先 如果没有输入有效，则如果没有输入有效，则 IDLE 为为1 IDLE = I1 I2 I6 I7Logic symbol for a generic 8-input priority encoder. 6.5.2 The 74x148 Priority Encoder (P411)nThe 74x148 is a commercially available, MSI 8-input priority encoder. EI

15、-LI7-LI6-LI5-LI4-LI3-LI2-LI1-LI0-LA2-LA1-LA0-LGS-LEO-Lits inputs and outputs are active low. inputsoutputsEnable output使能输出，用于级联使能输出，用于级联EOGroup Select(选通输出选通输出)GSEI_L有效有效没有输入请求没有输入请求EO_L有效有效Enable Inputs使能输入使能输入EI-LEI_L有效有效有输入请求有输入请求GS_L有效有效P411P411The EO_L signal is an enable output designed to be

16、 connected tothe EI_L input of another 148 that handles lower-priority requests. (P412)lower-priority 148Higher-priority 148Two 74x148 cascaded to handle 16 requests.Q15_LQ8_LQ7_LQ0_LY3Y2Y1Y0GSQ15-L.QO-LY3Y2 Y1 Y00 XX.X11111.00000A2A1A0GSEOEII7I0A2A1A0GSEOEII7I0Q15_LQ8_LQ7_LQ0_LY0Y1Y2Y3GSTwo 74x148

17、cascaded to handle 16 requests.Two 74x148 cascaded to handle 16 requests.级联为级联为164优先编码器优先编码器n输入：由864，需8片74x148n每片优先级不同（怎样实现？） 保证高位无输入请求时，次高位才工作 高位芯片的EO-L端接次高位芯片的EI-L端用用8-38-3优先编码器优先编码器74x14874x148级联为级联为64-664-6优先编码器优先编码器A2A1A0GSEOEII7I0片间优先级的编码片间优先级的编码 利用第利用第9 9片片74x14874x148 每片的每片的GSGS端接到第端接到第9 9片的

18、输入端片的输入端 第第9 9片的输出作为高片的输出作为高3 3位（位（RA5RA5RA3RA3）片内优先级片内优先级片间优先级片间优先级 输出：输出：6 6位位低低3 3位位高高3 3位位8 8片输出片输出A2A2A0A0通过或门作为通过或门作为最终输出的低最终输出的低3 3位位RA2RA2RA0RA0(P413)分析判定优先级电路：（利用分析判定优先级电路：（利用74x148 74x148 ） 8个个_电平有效输入电平有效输入I0_LI7_L，_的优先级最高的优先级最高 地址输出地址输出A2A0，_电平有效电平有效 若输出若输出AVALID高电平有效，则表示高电平有效，则表示_A2A1A0G

19、SEOEI74x148I7I0I0_LI7_LA2A1A0AVALID低低I0_L至少有一个输入有效至少有一个输入有效高高设计判定优先级电路：设计判定优先级电路：（利用（利用74x148 74x148 ） 8个输入个输入I0I7高电平有效，高电平有效，I7优先级最高优先级最高 地址输出地址输出A2A0，高电平有效，高电平有效 如果没有输入有效，如果没有输入有效， A2A0为为000且输出且输出IDLE=1有效有效I7I0A2A1A0IDLEA2A1A0GSEOEII7I074x148Example for 74XX148n利用优先编码器（Priority Encoder）74x148构成842

20、1 BCD码编码器(BCD Encoder)。n【解答】 当输入为D8_L或D9_L时，需要另外添加电路实现编码，由于D8_L的BCD编码为0111，D9_L的BCD编码为0110，而D0_L D7_L的编码最高位(MSB)都为1，因此BCD码编码器的最高位(MSB)输出为。 当74x148优先编码器的编码使能端(Encoder Enable)EI_L=1时，编码器不工作，编码输出端Y2_L、Y1_L和Y0_L都为1，因此令，用优先编码器74x148和门电路，可以构成BCD码编码器，如图所示。Z _L1 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 EX Y2 Y1 Y0 EO 74x148

21、 E I Z _L2 Z _L4 Z _L8 D _L9 D _L8 D _L7 D _L6 D _L5 D _L4 D _L3 D _L2 D _L1 D _L0 6.6 Three-State Devices (三态缓冲器三态缓冲器)6.6 Three-State Devices (三态缓冲器三态缓冲器) (P418)The most basic three-state device is a three-state buffer, often called a three-state driver. The extra signal at the top of the symbol is

22、 a three-state enable input, which may be active high or active low ,When the enable input is asserted, the device behaves like an ordinary buffer or inverter. When the enable input is negated, the device output “floats”; that is, it goes to a highimpedance (Hi-Z), disconnected state and functionall

23、y behaves as if it werent even there.6.6 Three-State Devices (三态缓冲器三态缓冲器) (P418)n三态缓冲器（三态驱动器）74x12574x125：低电平使能，输出不反相：低电平使能，输出不反相74x12674x126：高电平使能，输出不反相：高电平使能，输出不反相独立使能独立使能74x54174x541：两个公共使能端，低电平使能，：两个公共使能端，低电平使能， 施密特触发输入，输出不反相（施密特触发输入，输出不反相（P272P272图图5-575-57） 标准标准SSISSI和和MSIMSI三态缓冲器三态缓冲器nTypical three-state devices are designed so that they go into the Hi-Z state faster than they come out of the Hi-Z state. 典型的三态器件，进入高阻态比离开高阻态快典型的三态器件，进入高阻态比离开高阻态快!EN1EN2_LEN3_LSSRC0SSRC1SSRC2ABCG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774x138P0P1P7SDATAA