编码器译码器课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,任务一仿真测试编码器的逻辑功能,一、编码器的基本概念及工作原理,编码,将某种代码或电位信号转换成二进制代码的过程。,编码器：,能够实现编码功能的数字电路称为编码器。,一般而言，,N,个不同的信号，至少需要,n,位二进制数编码。,N,和,n,之间满足下列关系,:,2,n,N,任务一仿真测试编码器的逻辑功能一、编码器的基本概念及工作,1,将输入信号变成二进制代码的电路称为,二进制编码器,。,即：对应一个输入信号，输出相应的二进制代码。,普通二进制编码器的特点是：,任何时刻只允许输入一个待编码信号，否则输出将发生混乱。,常见的编码器有,8,线,-3,线（有,8,个输入端，,3,个输出端），,16,线,4,线（,16,个输入端，,4,个输出端）等等。,二、二进制普通编码器,1,、设计一个,8,线,-3,线编码器,输入：,8,个需进行编码的信号,I,0,I,7,；,输出：用来进行编码的,3,位二进制代码,Y,0,，,Y,1,，,Y,2,。,将输入信号变成二进制代码的电路称为二进制编码器。二、二进制普,2,电路的特点：,任何时刻只允许输入端有一个信号输入，否则得不到正确的编码输出。即任何时刻只能对一个输入信号进行编码，而这些输入变量为一组互相排斥的变量。,有如下约定：,在这里，用,000,，,001,，,010,，,，,111,表示,I,0,，,I,1,，,I,2,，,I,7,，,输入信号为,1,，表示有编码请求，请求是互斥的。,我们来设计这个二进制编码根据上述要求和约定，器。,电路的特点：任何时刻只允许输入端有一个信号输入，否则得不到正,3,首先，,列出,3,位二进制编码器的真值表：,首先，列出3位二进制编码器的真值表：,4,其次，,由真值表写出各输出的逻辑表达式为：,（用了带约束项的逻辑函数化简）,最后，,用门电路实现逻辑电路：,其次，由真值表写出各输出的逻辑表达式为：最后，用门电路实现逻,5,编码器译码器课件,6,以上就是我们根据,3,位二进制普通编码器的功能要求设计出的编码器，由于它的输入为,I,0,I,7,八个信号，输出为,Y,0,，,Y,1,，,Y,2,三个信号，所以把它叫做,8,线,-3,线编码器,。,2,、对上述编码器的使用：,假如我们要对,I,6,这个信号进行二进制编码，那么只要在这个,8,线,-3,线编码器的,I,6,端,输入接高电平,，其它输入端接低电平，此时输出端,Y,2,，,Y,1,，,Y,0,高低电平信号值,就表示了对,I,6,进行编码的二进制代码。,此处的,I,0,，,I,1,，,，,I,7,代表了一个事件的八种状态。,以上就是我们根据3位二进制普通编码器的功能要求设计出的编码器,7,三、二十进制编码器,二,-,十进制编码器,是指用四位二进制代码表示一位十进制数的编码电路（,输入,10,个互斥的数码,，,输出,4,位二进制代码,）。,1,、,BCD,码：常用的几种,BCD,码,8421,码、,5421,码、,2421,码、余三码。,2,、,10,线,4,线编码器,三、二十进制编码器 二-十进制编码器是指用四位,8,例：,设计一个,8421 BCD,码编码器,解：,输入信号,I,0,I,9,代表,0,9,共,10,个十进制信号，输出信号为,Y,0,Y,3,相应的二进制代码。,列编码表如右表所示：,例：设计一个8421 BCD码编码器,9,得到输出函数如下：,得到输出函数如下：,10,画出逻辑电路图如下：,画出逻辑电路图如下：,11,编码器译码器课件,12,四、二进制优先编码器,优先编码器允许,n,个输入端同时加上信号，但电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。,1,、例：,电话室有三种电话，按由高到低优先级排序依次是,火警电话,，,急救电话,，,工作电话,，要求电话编码依次为,00,、,01,、,10,。试设计电话编码控制电路。,解：,（）根据题意知，同一时间电话室只能处理一部电话，假如用,A,、,B,、,C,分别代表火警、急救、工作三种电话，设电话铃响用,1,表示，铃没响用,0,表示。当优先级别高的信号有效时，低级别的则不起作用，这时用,表示；,用,Y,1,Y,2,表示输出编码的高位和低位。,只要优先级别高的信号存在，优先级别低的输入信号将不起作用。,四、二进制优先编码器 解：（）根据题意知，同一时间电话,13,（）列真值表,输 入,输 出,A B C,Y,1,Y,2,1 ,0 1 ,0 0 1,0 0,0 1,1 0,（）列真值表 输 入输,14,（,）写逻辑表达式,（）画优先编码器逻辑图如图所示。,图 优先编码逻辑图,（）写逻辑表达式（）画优先编码器逻辑图如图所示。图,15,2,、,3,位二进制,优先编码器,的原理和设计,输入和输出同,3,位二进制普通编码器。,有如下约定：,在这里，仍然用,000,，,001,，,，,111,表示,I,0,，,I,1,，,，,I,7,，,优先级别是：,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,I,0,。,2、3位二进制优先编码器的原理和设计,16,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,I,0,Y,2,Y,1,Y,0,1,X,1,1,1,0,1,X,1,1,0,0,0,1,X,1,0,1,0,0,0,1,X,1,0,0,0,0,0,0,1,X,0,1,1,0,0,0,0,0,1,X,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,X,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,其次，,根据真值表，得到输出函数的表达式：,最后，,根据输出函数的表达式，画出逻辑电路图。,首先，,列真值表。用输入信号为,1,表示有编码请求，否则相反。,I7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y01X11101X,17,如果要求输入、输出均为反变量，那么只需要在上述图中的每个输入端和输出端都加上反相器就可以了。,如果要求输入、输出均为反变量，那么只需要在上述图中的每,18,3,、常用集成编码器,（,1,）,74LS148,8,线,3,线优先编码器,，它有八个输入端 ，,输入编码为低电平,“,0,”,有效,。,3,个输出编码结果,，为,3,位二进制反码。,真值表见下页，根据真值表可知：,输入 时，编码器正常工作,，,时，所有输出端为高电平。,74LS148,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,I,0,Y,EX,Y,2,Y,1,Y,0,Y,S,S,3、常用集成编码器（1）74LS148 8线3线优先编,19,74LS148,集成,8,线,3,线优先编码器的真值表,输入使能端,输 入,输 出,扩展,使能输出,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,74LS148 集成8线3线优先编码器的真值表 输入使能端,20,输出,为扩展端,，,当输入端有低电平信号输入，且,S=1,时，为低电平。因此，,的低电平表示：,电路工作，而且有编码输入,（,EWB,符号中为,GS,）。,输出,为选通输出端,，,当所有输入为高电平，即没有编码输入且,S=1,时，才是低电平。因此，,的低电平表示：,电路工作，但无编码请求,(EWB,符号中为,EO,）,输出 为选通输出端，,21,例：,74LS148,的级联,试用两片,74LS148,扩展成,16,线,-4,线编码器，,将,16,个低电平输入信号编为,00001111,，,16,个,4,位二进制代码，其中 优先级最高，最低。,解：,按照优先级顺序的要求，只有 均无输入信号时，才允许对 的输入信号编码，因此,只要把第一片,“,无编码信号输入,”,作为第二片的选通信号 就行了,。,例：74LS148的级联,22,编码器译码器课件,23,优先编码器,74LS148,的应用,74LS148,编码器的应用是非常广泛的。例如，常用计算机键盘，其内部就是一个字符编码器。它将键盘上的大、小写英文字母和数字及符号还包括一些功能键（回车、空格）等编成一系列的七位二进制数码，送到计算机的中央处理单元,CPU,，然后再进行处理、存储、输出到显示器或打印机上。,还可以用,74LS148,编码器监控炉罐的温度，若其中任何一个炉温超过标准温度或低于标准温度，则检测传感器输出一个,0,电平到,74LS148,编码器的输入端，编码器编码后输出三位二进制代码到微处理器进行控制。,优先编码器74LS148的应用,24,（,2,）,74LS147,二,十进制优先编码器,0,编码有效,输出,8421BCD,反码,10,线,4,线,（,实为,9,线,4,线,）,没有,I,0,端,:,当,I,9,I,1,全为,1,时，输出,0000,的反码,1111,74LS147,I,8,I,7,I,6,I,5,I,4,I,3,I,2,Y,2,Y,1,Y,0,I,9,I,1,Y,3,（2）74LS147 二十进制优先编码器 0编码有效 输出,25,译码器,一译码器的基本概念及工作原理,译码：,编码的逆过程，把输入的二进制代码翻译成所对应的控制信号和信息。,译码器：,实现译码功能的数字电路。,有多个输入和多个输出的组合电路，当其输入有,n,位二进制代码时，输出有,m,个表示代码原意的信号。,对应一组输入二进制代码，有且仅有一个输出为有效电平，其他输出均为相反电平。有效电平可以为“,1”,也可以为“,0”,。,n,和,m,的关系,m2,n,这样才能保证对应一组输入代码，有且仅有一个输出与之对应。,译码器一译码器的基本概念及工作原理,26,二二进制译码器,输入端为,n,个，则输出端为,2,n,个，且对应于输入代码的每一种状态，,2,n,个输出中只有一个为,1,（或为,0,），其余全为,0,（或为,1,）,2,线,4,线译码器,3,线,8,线译码器,4,线,16,线译码器,二二进制译码器 输入端为n个，则输出端为2n个，且对,27,逻辑功能：,将输入的每个代码分别译成高电平（或低电平）。,二进制译码器,1,）真值表,3,）逻辑图,Y,3,=A,1,A,0,=,m,3,Y,0,=,A,1,A,0,=,m,0,Y,1,=,A,1,A,0,=,m,1,Y,2,=,A,1,A,0,=,m,2,S,为控制端（片选端、使能端）,常用有,：二进制译码器、二,十进制译码器、显示译码器。,当,S,=0,时，译码器工作；,当,S,=1,时，译码器禁止，所有的输出端均为,0,。,输入,输 出,A,1,A,0,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,1 0,0 0,1 1,0 1,0 0 0 1,0 1 0 0,0 0 1 0,1 0 0 0,1,、,2,位二进制译码器：,2,）输出表达式,A,1,1,A,0,1,1,S,&,Y,3,&,Y,2,&,Y,1,&,Y,0,逻辑功能：将输入的每个代码分别译成高电平（或低电平）。二进制,28,4,）逻辑符号,(,2,线,4,线译码器,),输出,0,有效的,2,线,4,线译码器可用与非门构成，,输出,1,有效,5,）常用集成,2,线,4,线译码器,0,m,=,0,1,A,A,=,=,1,m,2,Y,2,m,=,3,Y,3,m,=,0,1,A,A,=,74LS139,：,双,2,线,4,线译码器,输出,0,有效,1,Y,=,0,1,A,A,=,0,1,A,A,Y,0,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,A,0,A,1,S,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,A,0,A,1,S,74LS139,Y,13,Y,12,Y,11,Y,10,Y,23,Y,22,Y,21,Y,20,A,20,A,21,S,2,A,10,A,11