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一、实验目的 1.熟悉编码器、译码器的工作原理和使用方法。 2.掌握中规模集成编码器、译码器的逻辑功能及应用。 3.掌握编码器的设计方法及应用。 4.熟悉数码管的工作原理及使用方法。
二、实验仪器及器件
三、实验原理 在数字系统中，编码器和译码器都是常用的组合逻辑电路。编码器其功能就是实现编码操作的电路，即将输入的高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也可以分为二进制编码器、二—十进制编码器和优先编码器。译码器是编码的逆过程，其功能是将每个输入的代码进行“翻译”，译成对应的输出高、低电平信号。按用途分类可以分为变量译码器、码制变换译码器和显示译码器。 （一）编码器 由门电路来设计一个编码器。例如设计一个4线－2线编码器。 第一步，根据题意列真值表如表2.3.1所示。 表2.3.1 4线-2线编码器真值表 第二步,由真值表写出逻辑表达式。 第三步，画出逻辑图。 最后把函数变换为与非门和非门形式的表达式， 得到4线－2线编码器的电路如图2.3.1所示。 典型集成芯片74LS148是8线－3线优先编码器，其管脚图如图2.3.2所示。
图2.3.1 4线-2线编码器电路图 图2.3.2 74LS148管脚图
表2.3.2 8线-3线优先编码器的真值表
（二）译码器 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是对输入代码进行“翻译”，使输出通道中相应的一路或多路有信号输出。有效电平可以是高电平(称为高电平译码)，也可以是低电平(称为低电平译码)。一般有以下几类：1）二进制译码器，一般具有n个输入端、2n个输出端和一个(或多个)使能输入端；2）码制变换器，用于一个数据的不同代码之间的相互转换，如BCD码二－十进制译码器、格雷码与二进制码之间的转换的译码器等；3）显示译码器，是用来驱动各种数字、文字或符号的显示器，如共阴极BCD-七段显示译码器和共阳极BCD-七段显示译码器等。常见的有2线-4线译码器、3线-8线译码器和4线-16线译码器等。图2.3.3、图2.3.4所示分别是3线-8线译码器74LS138的管脚图和逻辑符号。 图2.3.3 74LS138译码器管脚图 图2.3.4 74LS138逻辑符号 译码器典型应用之一是实现组合逻辑电路。例如用3线－8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路。输入为被减数、减数和来自低位的借位，输出为两数之差D和本位向高位的借位信号CO。 分析题意可得真值表，如表2.3.3所示，从真值表可以得到D和CO的表达式： 由此可见用3线－8线译码器可以实现上述电路，如图2.3.5所示，从上例中可以看出3线－8线译码器可以实现多输出函数。 表2.3.3 全减器真值表 图2.3.5 74LS138实现全减器电路
四、实验内容 （一）基础实验部分 1. 测试8线－3线优先编码器74LS148的逻辑功能。
表2.3.5 8线-3线优先编码器的真值表 2. 病房优先呼叫器 有3个病房，每一个病房有一个按键，当1＃键按下时，1号病房灯亮，且其它按键不起作用；当1＃键没按下时，2＃键按下，2号病房灯亮，且不响应3＃键；只有1＃、2＃键均没有按下，3＃键按下，3号病房灯亮。要求用门电路或者译码器等中规模器件设计电路并验证其功能。 3．用译码器实现多输出函数 用1片74LS138和1片74LS20设计A、B、C三变量的两组输出函数Z1和Z2。即当A、B、C中有奇数个1时，输出Z1＝1,否则Z1＝0；当A、B、C的值（十进数）为偶数（不含0）时，输出Z2＝1,否则Z2＝0。要求列出Z1、Z2的逻辑表达式，用74LS138和74LS20实现其功能。
五、实验总结 做第三个实验时，输出的两个灯始终亮着。在同学和老师的帮助下，用万用数字表检查电路，最终发现74LS138芯片是坏的，在更换一片芯片之后，电路正常，最终完成了相应的实验要求。
六、问答题 用于驱动共阳极数码管的译码驱动器,它的输出是高电平有效，还是低电平有效?驱动共阴呢？ 答：驱动共阳极数码管，输出端是低电平有效。驱动共阴极的，输出端是高电平有效。
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