编码器和译码器原理

编码器和译码器3. 3. 1 编码器(Encoder)信 I1 息 I2 输 入 In

编码器编码器框图

Y1 代 Y2 码 输 Ym 出

编码： 用文字、符号或者数字表示特定对象的过程 (用二进制代码表示不同事物) n→n 普通编码器 2 二进制编码器 或 分类： 优先编码器 二—十进制编码器 10→4

一、二进制编码器用 n 位二进制代码对 N = 2n 个信号进行编码的电路 编码表 1. 3 位二进制编码器(8 线- 3 线) I0 Y2 输 出 I1 输 入 I2 3 位 Y2 Y1 Y0 Y1 输 输 I3 I 二进制 出 入 I 4 I0 0 0 0 Y 5 编码器 0 I6 I1 0 0 1 I7 I2 0 1 0 I0 I7 是一组互相排斥的输入变 I3 量，任何时刻只能有一个端输入有效 0 1 1 信号。 I4 1 0 0 函 数 式

Y 2 = I4 + I5 + I6 + I7 Y1 = I2 + I3+ I6 + I7 Y0 = I1 + I3+ I5 + I7

I5 I6 I7

1 1 1

0 1 1

1 0 1

函数式

Y2 I 4 I 5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I 2 I 3 I 6 I 7 I 2 I 3 I 6 I 7 Y0 I1 I 3 I 5 I 7 I 1 I 3 I 5 I 7

逻辑图

— 用或门实现

— 用与非门实现 Y0 Y1 Y2

Y0

Y1

Y2

≥1

≥1

≥1

&

&

&

I7 I6 I5 I4

I3 I2

I1 I0

I7 I6 I5 I4

I3 I2

I1 I 0

2. 3 位二进制优先编码器 允许几个信号同时输入，但只对优先级别最高 优先编码：的进行编码。优先顺序：I7 I0 编码表 I7 1 0 0 0 0 0 0 0 函数式 I0 1

输 I6 I5 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

I4 1 0 0 0 0

I3 1 0 0 0

入 I 2 I1 1 0 1 0 0

输 出 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0

Y2 I 7 I 6 I 5 I 4Y1 I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 5 I 4 I2 Y0 I 7 I 6 I 5 I 6 I 4 I 3 I 6 I 4 I 2 I1

逻 辑 图 输入 输出 为原 为反 变量

Y21 ≥1

Y11 ≥1 &

Y01

Y2

Y1&

≥1

Y0

1

1

1

1

I711

I61

I5I5

I41 1

I31

I2 I11 1

I0

I7

I6

I4 I3

I2

I1 I 0

二、二-十进制编码器 用 4 位二进制代码对 0 ~ 9 十个信号进行编码的电路 1. 8421 BCD 编码器 I0 I1 2. 8421 BCD 优先编码器 Y0 I2 3. 集成 10线 -4线优先编码器 I3 Y1 I4 二-十进制 (74147 74LS147) I5 Y2 编码器 I6

三、几种常用编码1. 二-十进制编码

I8

I7I9

Y3

8421 码 余 3 码 2421 码 5211 码 余 3 循环码 右移循环码

2. 其他

循环码(反射码或格雷码) ISO码 ANSCII(ASCII)码

3.3.2 译码器(Decoder)编码的逆过程，将二进制代码翻译为原来的含义

一、二进制译码器 (Binary Decoder)A0 输入 n 位二 A1进制代码

二进制 译码器

Y0 Y1

输出 m 个 信号 m = 2n

…An-1

如： 2 线 — 4 线译码器 3 线 — 8 线译码器 4 线 — 16 线译码器

…Ym-1

1. 3位二进制译码器 ( 3 线 – 8 线) A0 3位 二进制 译码器 真值表 函数式Y0 A2 A1 A0

A1 A2

Y0 A A 2 1 Y1 0 0 0 0 0 1 Y7 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1

A0 Y7

Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y00 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

…

Y2 A2 A1 A0 Y4 A2 A1 A0 Y6 A2 A1 A0Y3 A2 A1 A0 Y5 A2 A1 A0 Y7 A2 A1 A0

Y1 A2 A1 A0

3 线 - 8 线译码器逻辑图— 输出低电平有效1 0Y7 & A2 A2 A1 A1 A0 A01 1 1 1 1

0 1Y6 &

0 1Y5 &

0 1Y4 &

0 1Y3 &

0 1Y2 &

0 1Y1 &

0 1Y0 &

工作原理：

1

A2

A1

A0

0 1

0 1

0 1

2. 集成 3 线 – 8 线译码器 -- 74LS138 引脚排列图VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y616 15 14 13 12 11 10 9

功能示意图Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

74LS1381 2 3 4 5 6 7 8

74LS138A0 A1 A2 STB STC STAA0 A1 A2 S3 S2 S1 芯片禁止工作

A0 A1 A2 S3 S2 S1 Y7 地 输入选通控制端

S1 0 或 S 2 S 3 1S1 1 且 S 2 S 3 0

S1 、 S2 、 S3

芯片正常工作

3. 二进制译码器的级联 两片3 线 – 8 线Y0有输出 无输出

4 线-16 线 Y15

Y7

Y8

无输出 有输出

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 工作 低位 74LS138 禁止 A0 A1 A2 STB STC STA 1

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 高位 禁止 74LS138 工作 A0 A1 A2 STB STC STA

8 0 15 7

A0

A1

A2

1 A3 0

三片 3 线- 8 线

A4 A30 0 1 1Y7 Y8

(1)(2)(3) 工 禁 禁 禁 禁 工 禁 禁 禁 禁 工 禁

输 出

5 线 - 24 线Y0

……74LS138 (1)

0 1 0 1

Y0 ~ Y7

Y8 ~ Y15 Y16 ~ Y23全为 1Y23

……

Y15 Y16

……

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A0 A1 A2 STBSTCSTA

Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 Y 0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A0 A1 A2 STBSTCSTA

74LS138 (2)

A0 A1 A2 STBSTCSTA

74LS138 (3)

1

A0

A1

A2 A3

A4

4. 二进制译码器的主要特点 功能特点： 输出端提供全部最小项 电路特点： 与门(原变量输出) 与非门(反变量输出)

二、二-十进制译码器(Binary-Coded Decimal Decoder) 将 BCD 码翻译成对应的十个输出信号 7442 74LS42 集成 4 线 –10 线译码器：

三、显示译码器数码显示器 半导体显示(LED) 液晶显示(LCD)

a

f

g b

e d c

每字段是一只 发光二极管+VCC

共阳极 — 低电平驱动+5V1 A 0 3 1 A2 0 0 A1 1 0 A0 1

+VCC1 0 0 1 1 显示 0 1 译码器 0 1 0 1 0 1 0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg

a b c d e f

g

R

共阳

a共阴极 — 高电平驱动 f g b

e d c+5 VR +VCC0 1 0 1 0 显示 1 0 译码器 1 1 0 0 1 0 1 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg

a b c d e f

g

0 A 1 3 1 A2 0 1 A1 0 0 A0 1

共阴

驱动共阴极数码管的电路 — 输出高电平有效Ya≥1≥1 ≥1 ≥1

Yb≥1≥1

Yc1≥1 ≥1

Yd≥1≥1

Ye≥1≥1 ≥1

Yf≥1≥1 ≥1 ≥1

Yg≥1≥1

1

1

1

A0

A1

A2

A3