实验二译码器及其应用

计算机科学与工程学院 数字电路实验报告

专业__软件工程 _班级 姓名__王金华____学号___50___

实验二 译码器及其应用

一、 实验目的

1. 掌握 3 -8 线译码器、4 -10 线译码器的逻辑功能和使用方法。 2. 掌握用两片 3 -8 线译码器连成 4 -16 线译码器的方法。 3. 掌握使用 74LS138 实现逻辑函数和做数据分配器的方法。

二、 实验仪器和器材

1、数字逻辑电路实验箱。 2、数字逻辑电路实验箱扩展板。 3、数字万用表、双踪示波器。

4、芯片 74LS138（两片）、74LS42、74LS20 各一片。

三、 实验原理

译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控 制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。译码器在数字系统中有广泛的应用，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。下图表示二进制译码器的一般原理图：

X0 X1 . . . Xn-1 二进制译码器 Y0 Y1 . . . Y2^n-1 11

4-1 二进制译码器的一般原理图

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它具有 n 个输入端，2个输出端和一个使能输入端。在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。每一个输出所代表的函数对应于 n 个输入变量的最小项。二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称为多路数据分配器）。 1、3-8 线译码器 74LS138

它有三个地址输入端A、 B、 C，它们共有8种状态的组合，即可译出8个输出信号Y0~Y7。另外它还有三个使能输入端 E1、E2、E3。它的引脚排列见图 4-2，功能表见表 4-1。

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2、4-10 线译码器 74LS42

它的引脚排列见图 4-3，功能表见表 4-2。

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四、 实验内容及实验步骤

1. 74LS138 译码器逻辑功能测试

将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个 16PIN 的插座插上芯片 74LS138，并在 16PIN 插座的第 8 脚接上实验箱的地（GND），第 16 脚接上电源（VCC）。将 74LS138 的输出端 Y0~Y7 分别接到 8 个发光二极管上（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），逐次拨动对应的拨位开关（实验箱主电路板的逻辑电平输出单元），根据发光二极管显示的变化，测试 74LS138 的逻辑功能。 2. 74LS42 译码器逻辑功能测试

测试方法与 74LS138 类似，只是输入与输出脚的个数不同，功能引脚不同。 3. 两片 74LS138 组合成 4 线-16 线译码器 按下图连线：

4. 用 74LS138 实现逻辑函数和做数据分配器

a） 实现逻辑函数

一个 3线-8 线译码器能产生 3 变量函数的全部最小项，利用这一点能够很方便的实现 3

变量逻辑函数。下图实现了4. 用 74LS138 实现逻辑函数和做数据分配器 a） 实现逻辑函数

一个 3线-8 线译码器能产生 3 变量函数的全部最小项，利用这一点能够很方便的实现 3

变量逻辑函数。下图实现了：F XYZXYZXYZXYZ图 4-4 两片 74LS138 组合成

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图 4-5 实现逻辑函数

验证电路的功能是否与逻辑函数相一致。具体的接线方法是在扩展板插上芯片74LS138 和 74LS20， X， Y，Z三个输入端接拨位开关（逻辑电平输出），F接发光二极管（逻辑电平显示），拨动拨位开关，观察发光二极管的发光情况。 b) 用做数据分配器

若在 E3 端输入数据信息E1=E2=0，地址码所对应的输出是 E3 数据的反码；若从 令 E3＝1，E1=0，地址码所对应的输出是E2端数据信息的原码。E2 端输入数据信息，

若输入信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。

取时钟脉冲 CP 的频率约为 10KHz，要求分配器输出端Y0~ Y7的信号与 CP 输入信号同相。参照图 4-6，画出分配器的实验电路，用示波器观察和记录在地址端 CBA 分别取000~111 这 8 种不同状态时Y0~ Y7 端的输出波形，注意输出波形与 CP 输入波形之间的相位关系。

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五、 实验内容和数据记录

使能端 E1 0 0 0 0 0 0 0 0 X E2 0 0 0 0 0 0 0 0 X E3 1 1 1 1 1 1 1 1 0 C 0 0 0 0 1 1 1 1 X 输入 B 0 0 1 1 0 0 1 1 X A 0 1 0 1 0 1 0 1 X Y0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 输出 Y3 Y4 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Y5 1 1 1 1 1 0 1 1 1 Y6 1 1 1 1 1 1 0 1 1 Y7 1 1 1 1 1 1 1 0 1 74LS138实现逻辑函数 得到真值表如下： 输 入 输出 Z Y X F 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 FXYZXYZXYZXYZ0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

六、 实验结论与心得

1、3-8线译码器74LS138只有在使能端为有效电平时才能工作。Y=∑m，每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项，总的输出等于最小项之和。

2、3线8线译码器能产生3变量函数的全部最小项，利用这一点可以很方便地实现3变量逻辑函数。

3、74LS48为高电平有效的显示译码器。内部有升压电阻，可直接驱动共阴极数码管。输入端A0、A1、A2、A3对应接逻辑电平输出，改变输入状态，可显示相应的数码。

通过本次实验让我们对数字逻辑有了加深一步的理解，实验对真值表到电路的连接有了个高的要求，试验中，发现对理论实验的要求还有待提高，我们的操作能力也有待提高，加强对译码器的认识，在课后我会加大这方面的学习，以便能熟练掌握其知识点。

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