实验2 译码器及其应用
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。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n 个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图5－6－1(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，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。
表5－6－1为74LS138功能表
当S1＝1，2S＋3S＝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＝0，2S＋3S＝X时，或 S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。
图5－6－1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列
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(又称多路分配器)，如图5－6－2所示。若在S1输入端输入数据信息，2S＝3S＝0，地址码所对应的输出是S1数据信息的反码；若从2S端输入数据信息，令S1＝1、3S＝0，地址码所对应的输出就是2S端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。
根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器，可将一个
信号源的数据信息传输到不同的地点。
二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图5－6－3所示，实现的逻辑函数是
Z ＝C B A C B A C B A ++＋ABC
图5－6－2 作数据分配器 图5－6－3 实现逻辑函数 利用使能端能方便地将两个 3/8译码器组合成一个4/16译码器，如图5－6－4所示。
图5－6－4 用两片74LS138组合成4/16译码器 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5－6－5(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 数码管可用来显示一位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。
(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能
图 5－6－5 LED数码管
b、BCD码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD
图5－6－6为CC4511引脚排列
图5－6－6 CC4511引脚排列
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。
LT—测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”
BI—消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“0”
LE —锁定端，LE＝“1”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。
表5－6－2为CC4511功能表。CC4511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CC4511和数码管BS202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。CC4511与LED数码管的连接如图5－6－7所示。
图5－6－7 CC4511驱动一位LED 数码管
三、实验设备与器件
1、＋5V 直流电源
2、连续脉冲源
3、逻辑电平开关
4、逻辑电平显示器
5、拨码开关组
6、译码显示器
7、74LS138×2 CC4511
四、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Ai 、Bi 、Ci 、Di 分别接至4组显示译码／驱动器CC4511的对应输入口，LE 、BI 、LT 接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V 显示器的电源，然后按功能表5－6－2输入的要求揿动四个数码的增减键（“＋”与“－”键）和操作与LE 、
BI 、LT 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
将译码器使能端S1、2S 、3S 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07Y Y ⋅⋅⋅依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表5－6－1逐项测试74LS138的逻辑功能。
3、用74LS138构成时序脉冲分配器(数据分配器)
参照图5－6－2和实验原理说明，时钟脉冲CP 频率约为1Hz ，要求分配器输出端70Y Y ⋅⋅⋅的信号与CP 输入信号同相。
画出分配器的实验电路，用逻辑电平显示器观察和记录在地址端A2、A1、A0分别取000～111 8种不同状态时70Y Y ⋅⋅⋅端的输出。
4、用两片74LS138组合成一个4线—16线译码器，并进行实验。
