4线16线译码器文档格式.docx
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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：
年月日
负责老师：
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
电路整体设计方框图……………………………7
工作原理…………………………………………7
第三章元器件选择……………………………………10
74LS1384线-16线译码器……………………10
输入端………………………………………….13
输出端………………………………………….13
第四章电路连接及测试……………………………….14
实验准备过程………………………………….14
电路组装……………………………………….14
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
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
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
74LS1383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。
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
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
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。
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
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
3.图片来自
附录1元件清单
元件名称
数量
74LS138译码器
2
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