搞定138译码器(四)，138译码器前篇之译码器分类、应用介绍

138译码器是是常用器件，对于138译码器，因其特点在现实中应用广泛。针对138译码器，虽具备诸多型号，但其原理大致相同。为增进大家对138译码器的了解以及对138译码器的兴趣，本文将从译码器的分类与应用两方面入手，为大家做好知识铺垫工作，主要内容如下。

一、译码器的分类

译码器指的是具有译码功能的逻辑电路，译码是编码的逆过程，它能将二进制代码翻译成代表某一特定含义的信号(即电路的某种状态)，以表示其原来的含义。译码器可以分为：变量译码和显示译码两类。

译码是编码的反过程，它是将代码的组合译成一个特定的输出信号。

分类：

(1)二进制译码器，又称为n-2n线译码器

将n种输入的组合译成2n种电路状态。也叫n---2n线译码器。

译码器的输入：一组二进制代码

译码器的输出：一组高低电平信号

(2)二-十进制译码器

直接输出二进制数，人们不太习惯，可采用二-十进制译码器来解决。

这种译码器有四个输入端，十个输出端。

(3)显示译码器

在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算结果;另一方面用以监视数字系统的工作情况。

数字显示电路组成方块图如下所示。

半导体数码管两种接法：

二、译码器的应用

三种基本译码器

在译码器基础中，解释了完全译码器(n-2n)的基本工作原理，即：当使能端有效时：

Yi = mi 或者

/Yi = !mi (注：这里的!表示非号)

除了完全译码器之外，还有4-10线译码器，七段显示译码器，相对也比较简单，这里简单进行介绍：

- 4-10译码器

由真值表可以看出，当A3A2A1A0的取值为[0000~1001]时，输出有效，其它情况均为无效，其对应的逻辑器件图如下图所示：

七段显示译码器

七段显示译码器一般用于液晶或LED显示屏，显示0~9数字(十进制)或0~F数字(十六进制)。所谓七段，表示的是0~9或0~F这些数字可用七根数码管显示，对应的图为：

对应的真值表如下图所示：

译码器的应用

译码器主要用于地址译码、指令译码以及逻辑表达式表示。下面重点解释如何内存寻址以及如何表达逻辑表达式。

内存寻址

在组合电路、时序电路在计算机课程中的地位一文中，说明了可执行程序的执行流程，其中的程序计数器(Program Counter，简称PC)中保存了CPU将要执行的指令，那如何在内存中定位到那条指令所在的内存地址呢?(重点理解：这是硬件实现，我们要用组合电路寻址)。

下图描述了早期8086的内存寻址方式。(计算机中用三类总线：数据总线、地址总线、控制总线进行数据传输，数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址，控制总线用于传输控制信号。三类总线用于在IO、内存、CPU以及外设之间进行数据传输;每一块内存中有rd、wr、adder、cs和data几个输入输出，其中的rd表示读内存，wr表示写内存，adder下文中解释，cs(chip select)表示片选，data用于内存和总线之间数据的传输)

在8086机器中，内存只有4KB(受限于当时的生产工艺，4KB内存由4块1KB的内存块组成)，用12位二进制串表示地址。对于每一块1KB的内存，其寻址范围为[00 0000 0000~11 1111 1111]，为了对4块内存都进行寻址，一般思路为：共享低10位(A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0)的内存地址，高两位用A11A10来进行控制，使其满足：

- 当A11A10 = 00时选择第一块内存(从上向下看)，此时A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0表述的范围为[0000 0000 0000 ~ 0011 1111 1111]

- 当A11A10 = 01时选择第二块内存(从上向下看)，此时A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0表述的范围为[0100 0000 0000 ~ 0111 1111 1111]

- 当A10A10 = 01时选择第三块内存(从上向下看)，此时A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0表述的范围为[1000 0000 0000 ~ 1011 1111 1111]

- 当A11A10 = 11时选择第四块内存(从上向下看)，此时A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0表述的范围为[1100 0000 0000 ~ 1111 1111 1111]

显然，上面的地址真是我们需要表述的地址，剩下的就是如何用高两位A11A10来控制选择那一块1K的内存块。很自然的，2-4译码器正好能完成，因此，2-4译码器的输出分别接到每一块1k内存块上的片选信号，即可实现上述内存寻址功能。(adder用于合成A11A10和A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0，使其构成一个12位地址)

译码器表达逻辑表达式

在译码器中，如果使能端有效，其对应的输入输出之间的关系为：

Yi = mi 或者

/Yi = !mi (注：这里的!表示非号)

比较敏感的童鞋很容易发现，译码器和最小项存在关系。对于任何的逻辑表达式，都可以用最小项表示，如F(A，B，C)=m2+m3+m4+m5+m7。

根据/Yi = !mi，可以进一步将F(A，B，C)表示成：

F(A，B，C) = !(!m2 * !m3 * !m4 * !m5* !m7) (注：摩根定律)

F(A，B，C) = !(/Y2*/Y3*/Y4*/Y5*/Y7)

此时，将3-8译码器的输出/Y2，/Y3，/Y4，/Y5和/Y7接入一个与非门，即可表示上面的逻辑表示式 F(A，B，C)，其对应的电路图如下图所示：

在上例的基础上，如何用74LS138译码器实现一个全减器呢?在设计之前，需要先明确减法器的功能，其真值如下图所示：

全减器中，Ci-1表示来自低位的借位，Ci表示向高位的借位，Fi表示本位的计算值。

根据真值表，很容易得到：

Fi = m1 + m2 + m4 + m7

Ci = m1 + m2 + m3 + m7

根据74LS138中的关系：/Yi = !mi，得到：

Fi = !/Y1 + !/Y2 + !/Y4 + !/Y7 = !(/Y1 * /Y2 * /Y4 * /Y7 ) (注：摩根定律)

Ci = !/Y1 + !/Y2 + !/Y3 + !/Y7 = !(/Y1 * /Y2 * /Y3 * /Y7 ) (注：摩根定律)

上述的Fi和Ci已经映射到74LS138的输出端口，将输出端口接入与非门，即可完成全减器，其对应的电路图如下图所示：

以上便是此次小编带来的“138译码器”相关内容，通过本文，希望大家对译码器的分类以及应用具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!