译码器

一、实验目的

1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。

2．熟悉数码管的使用。

二、实验内容

1．数据拨码开关的使用

将实验装置上的四组拨码开关的输出A_i、B_i、C_i、D_i分别接至4组显示译码/驱动器CD4511的对应输入口，LE、 、 接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V电源，然后按功能表9－2输入的要求锨动四个数码的增减（“+”与“-”键）和操作与LE、 、 对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与LED数码管显示的对应数字是否一致及译码显示是否正常。

2．74LS138译码器逻辑功能测试

图1

将译码器使能端S₁＝1， ₂+ ₃=0及地址端A₂、A₁、A₀分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端 ₇… ₀依次连接在逻辑电平显示器上。拨动逻辑电平开关，按表9－1逐项测试74LS138的逻辑功能。

三、实验原理及说明

（一）实验原理

译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。

1．变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线－4线、3线－8线和4线－16线译码器。

以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图2－1（a）、（b）分别为其逻辑图及引脚排列。其中A2、A1、A0为地址输入端， 0～ 7为译码输出端，S1、 2、 3为使能端。

当S1＝1， 2+ 3=0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。当S1＝0， 2＋ 3＝X时，或S1＝X， 2+ 3＝l时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

图2

2．数码显示译码器

a．七段发光二极管（LED）数码管

LED数码管是目前最常用的数字显示器，图2－2（a）、（b）为共阴管和共阳管的电路，（c）为两种不同出线形式的引出脚功能图。

一个LED数码管可用来显示—位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。

图3

（a）共阴连接（“1”电平驱动）（b）共阳连接（“0”电平驱动）

图4

b．BCD码七段译码驱动器

此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CD4511（共阴）等，本实验系采用CD4511BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。

图3－3为CD4511引脚排列。

图5

其中，A、B、C、D－BCD码输入端

a、b、c、d、e、f、g－译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。

－测试输入端， =“0”时，译码输出全为“1”

－消隐输入端， ＝“0”时，译码输出全为“0”

LE－锁定端，LE＝“l”时译码器处于锁定（保持）状态。译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。CD4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。

在本数字电路实验装置上已完成了译码器CD4511和数码管之间的连接。实验时，只要接通+5V电源和将十进制数的BCD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0～9的数字。四位数码管可接受四组BCD码输入。CD4511与LED数码管的连接如图所示。

图6

四、实验设备

安装Multisim的PC机。