4线16线译码器.docx
《4线16线译码器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4线16线译码器.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4线16线译码器
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
译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件,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,一般分为2的n次方译码和8421BCD码译码两类。
显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能,一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。
译码是编码的逆过程,在编码时,每一种二进制代码,都赋予了特定的含义,即都表示了一个确定的信号或者对象。
把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码,实现译码操作的电路称为译码器。
或者说,译码器是可以将输入二进制代码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,输出信号可以是脉冲,也可以是高电平或者低电平。
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线-16线译码器。
关键词:
译码器组合逻辑电路编码
第一章绪论………………………………………………6
第二种电路设计及工作原理……………………………7
2.1电路整体设计方框图……………………………7
2.2工作原理…………………………………………7
第三章元器件选择……………………………………10
3.174LS1384线-16线译码器……………………10
3.2输入端………………………………………….13
3.3输出端………………………………………….13
第四章电路连接及测试……………………………….14
4.1实验准备过程………………………………….14
4.2电路组装……………………………………….14
4.3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
2.1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)。
图2-1为4线-16线译码器逻辑图
2.2工作原理
用两片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2-23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0000~0111这8个代码译成8个低电平信号。
而式
(2)表明时,第
(2)片74LS138工作,第
(1)片74LS138禁止,将的1000~1111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
3.174LS1383线-8线译码器
3线—8线译码器74LS138,图3-1-1为74LS138实物图。
图3-1-174LS1383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3-1-274LS138译码器真值表
图3-1-374LS138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3-1-474LS138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(S=1)时,可由逻辑图写出图3-1-5表达式
图3-1-574LS138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(S=1),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3.3.5所示。
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3.3.8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。
3.2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
3.3输出端
电路的输出端是由试验箱的电路板的16个LED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
4.1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。
4.2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,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
4.3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=1A2=1A1=1A0=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=1A2=1A1=0A0=1)时,如图4-3-3所示,输出端为13,即Y15亮,如图4-3-4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,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