数字逻辑电路 第三部分：组合逻辑电路 实验六编码器及其应用 一、实验目的 1.掌握一种门电路组成编码器的方法。 2.掌握8-3线优先编码器74LS148,10-4线优先编码器74S147的功 能。 3.学会使用两片8-3线编码器组成16-4线编码器 二、实验原理 1、4-2编码器 赋予若干位二进制码以特定含义称为编码，能实现编码功能的逻辑电路称 为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成二进 制码。下面是一个最简单的4输入、2位二进制码输出的编码器的逻辑原理图： 10- 12 13 14 5 O EI EO 15 图6-14-2编码器逻辑原理图 图6-274LS148逻辑图 由图可得逻辑表达式为： y=1il3i3+1,i33 Y。=1o1,i2i3+ii,i213 -27
数字逻辑电路 - 27 - 第三部分: 组合逻辑电路 实验六 编码器及其应用 一、实验目的 1. 掌握一种门电路组成编码器的方法。 2. 掌握 8 -3 线优先编码器 74LS148，10 -4 线优先编码器 74LS147 的功 能。 3. 学会使用两片 8 -3 线编码器组成 16 -4 线编码器。 二、实验原理 1、4-2 编码器 赋予若干位二进制码以特定含义称为编码，能实现编码功能的逻辑电路称 为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成二进 制码。下面是一个最简单的 4 输入、2 位二进制码输出的编码器的逻辑原理图： 图 6-1 4-2 编码器逻辑原理图 图 6-2 74LS148 逻辑图 由图可得逻辑表达式为： 1 0 1 2 3 0 1 2 3 Y = I I I I + I I I I 0 0 1 2 3 0 1 2 3 Y = I I I I + I I I I
数字逻辑电路 功能表为： 输入 输出 0 0 0 0 表614-2编码器功能表 由该表可以看出，当1。~12中在某一位输入为1时，输出Y,Y。为相应的代 码。例如，当I为1时，输出YY为01。 2、8-3线优先编码器74LS148 上面的编码电路虽然简单，但有两个缺点。其一是，当I。为1，I~I都 为0和1。~I均为0时，输出Y,Y均为00，这两种情况在实际中必须加以区 分：其二是，同时有多个输入被编码时，输出会是混乱的。 在实际工作中，同时有多个输入被编码时，必须根据轻重缓急，规定好这 些控制对象允许操作的先后次序，即优先识别。识别信号的优先级并进行编码 的逻辑部件称为优先编码器。 编码器74LS148的作用是将输入1，~I8个状态分别编成二进制码输出， 它的功能表见表6-2，它的逻辑图见图6-2。它有8个输入端，3个二进制码输 出端，输入使能端EI,输出使能端E0和优先编码工作状态标志GS。优先级分 别从1至1递减 输入 输出 GSI EO H H H H H H H H H H LLHHHHHHHHHHLH 表6-2优先编码器74LS148功能表 -28-
数字逻辑电路 - 28 - 功能表为： 输入 输出 I0 I1 I2 I3 Y1 Y0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 表 6-1 4-2 编码器功能表 由该表可以看出，当 I0～I3中在某一位输入为 1 时，输出 Y1 Y0为相应的代 码。例如，当 I1为 1 时，输出 Y1 Y0为 01。 2、8-3 线优先编码器 74LS148 上面的编码电路虽然简单，但有两个缺点。其一是，当 I0为 1，I1～I3都 为 0 和 I0～I3均为 0 时，输出 Y1 Y0均为 00，这两种情况在实际中必须加以区 分；其二是，同时有多个输入被编码时，输出会是混乱的。 在实际工作中，同时有多个输入被编码时，必须根据轻重缓急，规定好这 些控制对象允许操作的先后次序，即优先识别。识别信号的优先级并进行编码 的逻辑部件称为优先编码器。 编码器 74LS148 的作用是将输入 I0～I78 个状态分别编成二进制码输出， 它的功能表见表 6-2，它的逻辑图见图 6-2。它有 8 个输入端，3 个二进制码输 出端，输入使能端 EI，输出使能端 EO 和优先编码工作状态标志 GS。优先级分 别从 I7至 I0递减。 输入 输出 EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS EO H × × × × × × × × H H H H H L H H H H H H H H H H H H L L × × × × × × × L L L L L H L × × × × × × L H L L H L H L × × × × × L H H L H L L H L × × × × L H H H L H H L H L × × × L H H H H H L L L H L × × L H H H H H H L H L H L × L H H H H H H H H L L H L L H H H H H H H H H H L H 表 6-2 优先编码器 74LS148 功能表
数字逻辑电路 3、10-4线优先编码器74LS147 74LS147的输出为8421BCD码，它的逻辑图见图6-3，其功能表为： 输入 输出 123456789 D C B A GS HHHHHHHHH O H H1.1 H 1 表6-3 优先编码器74LS147功能表 图6-374LS147逻辑图 三、 实验设备与器材 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。 4、芯片74LS148,74S20各两片、74LS147、74LS04、74LS32各一片 四、实验内容及实验步骤 1、4-2编码器 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，找四个 14PIN的插座插上芯片74LS04,74LS20,74LS32,并在14PN插座的第 7脚接上实验箱的地(GND),第14脚接上电源(VCC)。将输出端Y0Y1 -29
数字逻辑电路 - 29 - 3、10-4 线优先编码器 74LS147 74LS147 的输出为 8421BCD 码，它的逻辑图见图 6-3，其功能表为： 输入 输出 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A GS H H H H H H H H H H H H H 0 × × × × × × × × L L H H L 1 × × × × × × × L H L H H H 1 × × × × × × L H H H L L L 1 × × × × × L H H H H L L H 1 × × × × L H H H H H L H L 1 × × × L H H H H H H L H H 1 × × L H H H H H H H H L L 1 × L H H H H H H H H H L H 1 L H H H H H H H H H H H L 1 表 6-3 优先编码器 74LS147 功能表 图 6-3 74LS147 逻辑图 三、 实验设备与器材 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。 4、芯片 74LS148，74LS20 各两片、74LS147、74LS04、74LS32 各一片。 四、实验内容及实验步骤 1、4-2 编码器 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，找四个 14PIN 的插座插上芯片 74LS04，74LS20，74LS32，并在 14PIN 插座的第 7 脚接上实验箱的地（GND），第 14 脚接上电源（VCC）。将输出端 Y0~Y1
数字逻辑电路 分别接2个发光二极管（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），输入端 接拨位开关（实验箱主电路板的逻辑电平输出单元），拨动拨位开关，根 据发光二极管显示的变化，逐项验证4-2编码器的功能。芯片的管脚分 配请参考附录或其它资料。 2、8-3线优先编码器74LS148 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74LS148,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)。八个输入端I~I,接拨位开关（逻 辑电平输出)，输出端接发光二极管进行显示（逻辑电平显示），其它功 能引脚的接法参见附录或相关资料。 3、10-4线优先编码器74LS147 测试方法与74LS148类似，只是输入与输出脚的个数不同，功能引脚不 同。 4、16-4线编码器 用两块74LS148组成16位输入、4位二进制码输出的优先编码器，按下 面的逻辑图连线，并验证它的功能。具体的连线方法同样是在扩展板上 完成，输入输出分别接拨位开关（逻辑电平输出）和发光二极管（逻辑 电平显示)。 E ↓6bb66↓8 人 日on寸m一⊙ 日0寸mN一白 74LS148(T) 74LS148(JⅡ) GS 图6-416-4线优先编码器原理图 -30-
数字逻辑电路 - 30 - 分别接 2 个发光二极管（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），输入端 接拨位开关（实验箱主电路板的逻辑电平输出单元），拨动拨位开关，根 据发光二极管显示的变化，逐项验证 4-2 编码器的功能。芯片的管脚分 配请参考附录或其它资料。 2、8-3 线优先编码器 74LS148 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 74LS148，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）。八个输入端 I0～I7接拨位开关（逻 辑电平输出），输出端接发光二极管进行显示（逻辑电平显示），其它功 能引脚的接法参见附录或相关资料。 3、10-4 线优先编码器 74LS147 测试方法与 74LS148 类似，只是输入与输出脚的个数不同，功能引脚不 同。 4、16-4 线编码器 用两块 74LS148 组成 16 位输入、4 位二进制码输出的优先编码器，按下 面的逻辑图连线，并验证它的功能。具体的连线方法同样是在扩展板上 完成，输入输出分别接拨位开关（逻辑电平输出）和发光二极管（逻辑 电平显示）
数字逻辑电路 五、实验预习要求 1、预习编码器的原理。 2、熟悉所用集成电路的引脚功能。 3、画好实验所用的表格。 六、实验报告要求 1、说明74LS148的输入信号EI和输出信号GS、E0的作用。 2、分析16-4线优先编码器的工作原理，并自制表格，根据实验结果完成 16-4线优先编码器的功能表。 3、4-2编码器中，当1。为1，I~I都为0和I。~1均为0时，输出YY 均为00，这两种情况如何加以区分？ -31
数字逻辑电路 - 31 - 五、实验预习要求 1、预习编码器的原理。 2、熟悉所用集成电路的引脚功能。 3、画好实验所用的表格。 六、实验报告要求 1、说明 74LS148 的输入信号 EI 和输出信号 GS、EO 的作用。 2、分析 16-4 线优先编码器的工作原理，并自制表格，根据实验结果完成 16-4 线优先编码器的功能表。 3、4-2 编码器中，当 I0为 1，I1～I3都为 0 和 I0～I3均为 0 时，输出 Y1 Y0 均为 00，这两种情况如何加以区分？