編碼器和譯碼器綜合實現(xiàn)數(shù)字顯示

劉利琴

【摘 要】編碼器、譯碼器作為電路中常用的芯片，結(jié)合編碼器和譯碼器互逆的功能，改變了傳統(tǒng)編碼器和譯碼器獨立實驗，同時將七段數(shù)碼管參與其中，讓大家能夠很直觀地看到編碼器和譯碼器綜合設(shè)計出的有趣的實驗。

【關(guān)鍵字】編碼器；譯碼器；七段數(shù)碼管；綜合應(yīng)用

中圖分類號： TN764 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0107-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.047

在這里介紹的編碼器和譯碼器綜合實現(xiàn)，將在七段數(shù)碼管上顯示出0-9十個數(shù)字，首先介紹一下編碼器、譯碼器、七段數(shù)碼管的工作原理。

1 編碼器的工作原理

編碼器的功能是從m個輸入中選擇一個，編成一組由n位二進制所組成的代碼并行輸出。它是一種多輸入、多輸出的組合邏輯電路，雖然有多個輸入端，但在任一時刻只會有一個輸入端有效。

優(yōu)先編碼器是當(dāng)多個輸入端同時有信號時，電路只對其中優(yōu)先級別最高的輸入信號進行編碼。常用的集成優(yōu)先編碼器有10線-4線、8線-3線兩種。10線-4線優(yōu)先編碼器常見的型號為54/74147、54/74LS147，8線-3線優(yōu)先編碼器常見的型號為54/74148、54/74LS148。下面我們以TTL中規(guī)模集成電路74LS147為例介紹8421→BCD碼優(yōu)先編碼器的功能。

10線-4線8421BCD碼優(yōu)先編碼器74LS147，其引腳圖如圖1所示。74LS147優(yōu)先編碼器有9個輸入端和4個輸出端。某個輸入端為0，代表輸入某一個十進制數(shù)。當(dāng)9個輸入端全為1時，代表輸入的是十進制數(shù)0。4個輸出端反映輸入十進制數(shù)的BCD碼編碼輸出。

74LS147優(yōu)先編碼器的輸入端和輸出端都是低電平有效，即當(dāng)某一個輸入端低電平0時，4個輸出端就以低電平0的輸出其對應(yīng)的8421 BCD編碼。當(dāng)9個輸入全為1時，4個輸入出也全為1，代表輸入十進制數(shù)0的8421 BCD編碼輸出。

2 譯碼器的工作原理

譯碼是編碼的逆過程，譯碼器就是將輸入端給定的代碼譯成相應(yīng)狀態(tài)輸出的電路，這里應(yīng)用中實現(xiàn)的需要74LS48譯碼器，它常用在各種數(shù)字電路和單片機系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中。其引腳圖如圖2所示。7段顯示譯碼器74LS48是輸出高電平有效的譯碼器，74LS48除了有實現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA）和輸出（Ya～Yg）端外，7448還引入了燈測試輸入端（LT）和動態(tài)滅零輸入端（RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動態(tài)滅零輸出（BI/RBO）端。

3 七段字符顯示器

為了能夠以十進制數(shù)碼直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，目前廣泛使用七段字符顯示器，又稱為七段數(shù)碼管。這種字符顯示器由七段可發(fā)光的線段拼合而成。這里將會使用LED數(shù)碼管，它也稱為半導(dǎo)體數(shù)碼管，它是將若干發(fā)光二極管按一定圖形排列并封裝在一起的最常用的數(shù)碼顯示器件之一，在各種數(shù)顯一起儀表、數(shù)字控制設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片如圖排列而成的。可實現(xiàn)0～9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等。多個發(fā)光二極管封裝在一起的七段數(shù)碼顯示器按其連接形式可分為共陽顯示器和共陰顯示器。共陽和共陰的七段顯示器，在顯示器中除了顯示數(shù)字必須的七段筆畫外，還提供了小數(shù)點。共陽顯示器的陽極連接在一起，此時對陽極提供一正電壓，通過限流電阻控制其陰極為高電平或是低電平來決定其暗或是亮。共陰顯示器的陰極連在一起，此時可將陰極接地，通過限流電阻控制其陽極為高電平或是低電平來決定其亮或是暗。

4 編碼器和譯碼器的綜合應(yīng)用

通過編碼器和譯碼器的綜合應(yīng)用可以達到以下效果：通過74LS147的九個輸入端不同組合，輸入在七段顯示器上顯示0—9的十個數(shù)字。而我們將用到74LS147、74LS48和七段字符顯示器，由于74LS147的四個輸出都是低電平，若直接連接到74LS48的四個輸入端，將達不到我們想要的結(jié)果，經(jīng)過分析可以將74LS147的四個輸出經(jīng)過74LS04非門的處理后再連接到74LS48，這樣就能正常的在七段數(shù)碼管上顯示0—9。整個設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖4所示。

通過編碼器和譯碼器的綜合應(yīng)用使得大家對編碼和譯碼有了個清晰的認識，更好的理解電路芯片的工作原理，這也有利于后期實驗的開展。

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