组合逻辑电路编码器设计

1第7讲常用组合逻辑电路——编码器二进制代码功能：将电路某种特定的状态（高电平或低电平）或数字、符号等转换n位二进制代码有2n种不同的组合，可以表示2n个信号。普通编码器优先编码器4.3.1编码器任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。允许同时输入两个以上编码信号。23位二进制编码器--8线-3线编码器：八个输入端为I0I7（八种状态），与之对应的输出为Y0、Y1、Y2，共三位二进制数。一、普通编码器8/3线编码器I0I1I2I7Y2Y1Y03编码器的逻辑功能编码器I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y08线|3线编码器•编码器的输入为状态输入，每一个输入代表一个事物或状态，若用高电平1代表编码信号，即申请编码，则输出为此编码信号对应的二进制代码。如I1为1，其余都为0，则表示I1有编码信号，如果为8421码编码规则，则输出为001。•称输入高电平有效，或1有效。01000000输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y010000000000010000000010010000001000010000011000010001000000010010100000010110000000011110014输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0100000000000100000000100100000010000100000110000100010000000100101000000101100000000111175310IIIIY76321IIIIY76542IIIIY由功能表写出逻辑函数式：利用了无关项化简53位二进制编码器10000000016思考两个问题1、同时有两个以上的输入为编码信号1时，编码器会有怎样的输出呢？2、以上输入编码信号是以高电平1为有效状态的，有没有输入编码信号以0为有效状态的？编码器I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y08线|3线编码器71、两个输入同为编码信号110000001182、编码器输入低电平有效输入输出Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y00111111100010111111001110111110101110111101111110111100111110111011111110111011111110111编码器Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y08线|3线编码器101111110019输出端有效形式•输出端一般是正的形式，也有反(非)的形式。编码器I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y08线|3线编码器输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0100000001110100000011000100000101000100001000000100001100000100010000000100010000000100001000000110Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y08线|3线编码器011111111111011111111011011111101111011111001111011101111111011010111111010011111111000010例:二—十进制编码器编码器Y0Y1Y2Y9DCBA拨码盘产生二进制代码(BCD码)功能：将十个状态（对应于十进制的十个代码）编制成8421BCD码。十个输入需要几位编码输出？四位代码43210211拨码盘特定的低电平0129+E0YR101Y2Y9Y12二—十进制编码器设计1、由逻辑功能,列出真值表(输入低电平有效):输入(0项)DCBAY00000Y10001Y20010Y30011Y40100Y50101Y60110Y70111Y81000Y91001132、由表写逻辑式,并化为最简式。输入（“0”项）DCBAY00000Y10001Y20010Y30011Y40100Y50101Y60110Y70111Y81000Y9100198YYD7654YYYYC7632YYYYB97531YYYYYA111111111111111或运算形式1498YYD3、用与非门实现：转换成“与非式”98YYD两次求反法7654YYYYC98YYD7632YYYYB97531YYYYYA用一级与非门实现。15用与非门实现的逻辑图:1290+ER1098YYD7654YYYYC7632YYYYB97531YYYYYA&C&D&B&A0100（低）（高）0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y111016在前面介绍的编码器存在这样一个问题:当输入信号同时有两个或两个以上有效时,输出将发生混乱。二、优先编码器功能：允许同时输入两个以上编码信号，并按照事先规定的优先级别，对优先权最高的一个输入信号进行编码。在数字系统中，特别是在计算机系统中，常常要控制多个对象，如打印机，磁盘驱动器，输入键盘等。当某个时刻有两个以上设备请求服务时，主机必须能按事先安排好的次序予以响应，这对每个外设而言就有一个优先级别的问题。17真值表输入输出100000×10001××1010×××1110I1I2I3I0Y1Y优先级别：3I0I低3321IIIY33210IIIIY逻辑表达式：2、8线-3线优先编码器74HC1481、4线-2线优先编码器18输入编码信号8根输入编码信号输出3位代码输出编码代码74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS有编码信号输入无编码信号输入101111101Ī0~Ī7有编码输入，则YEX为0Ī0~Ī7无编码输入，则YS为0选通控制（1）电路结构：1974HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS编码信号输入，低电平0有效代码输出，反的形式输出有编码信号输入低电平有效无编码信号输入低电平有效选通控制低电平0有效注意：逻辑框图外面的圆圈表示低电平有效，相应的端子名称加非号。20（2）逻辑功能：(见表4.3.2）②S=0:编码器处于工作状态；①S=1:编码器处于非工作状态,YS=YEX=1；S低电平有效21输入端无编码信号：为非编码输出，111YYY012用于多片优先编码器的级联YS=0,YEX=1;输入端有编码信号：为反码输出，由功能表可知，输入优先级别的次序依次为：7，6，…,0。YS=1,YEX=0;012YYY讨论：的作用？YS②S=0:编码器处于工作状态；22例4.3.1试用两片74HC148接成16线-4线优先编码器。16-4优先编码器Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Z0Z1Z2YEXYSSĪ8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15Z3设计目标：74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS23功能表：1XX…XX…XX111111011…11…110XX…XX…X0…………0XX…X01…110XX…01…11…………001…11…11111110000001…………011101100001…………111101II...II...II15148710SSYEXY0123ZZZZ2474HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS(1)(2)Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Ī8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī1516根输入线Ī0~Ī15，而每片148只能提供8根编码输入，所以使用2片148，每片各提供8个输入，总共16个输入，其中148(1)提供Ī0~Ī7，148(2)提供Ī8~Ī15。优先权:Ī0Ī1Ī2…Ī6Ī7Ī8Ī9…Ī14Ī151、输入编码信号：74HC148(1)输入74HC148(2)输入25如何保证148(2)比148(1)优先权大呢？74HC148(2)74HC148(1)工作状况74HC148(1)无效74HC148(1)有效有编码无编码S(1)YS(2)1100S(1)=YS(2)2674HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS(1)(2)Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Ī8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15S(1)=YS(2)2、输出：Z3Z2Z1Z00000::::::01111000::::::1111对应输入情况Ī8~Ī15有编码输入Ī8~Ī15无编码输入Ī0~Ī7有编码输入74HC148情况74148(2)有编码74148(1)不工作74148(2)无编码74148(1)有编码01YEX(1)YEX(2)0110Z3=YEX(2)2774HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS(1)(2)Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Ī8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15＆＆＆Z3Z2Z1Z03、控制端：应该仿照8-3编码器74HC148，还有YEX、YS、S等。下面设计YEX、YS、S:2874HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74HC148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS(1)(2)Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Ī8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15＆＆＆Z3Z2Z1Z0&YEXSSYYEXYEX(1)YEX(2)01010011100XYSYS(1)YS(2))2()1(EXEXEXYYY00001110X111)1(SSYYS(1)S(2)S00X111)2(SS2974LS148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS74LS148Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y2Y1Y0YEXYSS(1)(2)Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Ī8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15＆＆＆Z3Z2Z1Z0SYSEXY＆16-4优先编码器Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Z0Z1Z2YEXYSSĪ8Ī9Ī10Ī11Ī12Ī13Ī14Ī15Z330思考题？•如何用74HC148设计32线-5线优先编码器？(P210题4.8)•74HC148：4片•方法一：用2片74HC148设计16-4编码器；然后用2片16-4设计32-5编码器。•方法二：直接用4片74HC148设计32-5编码器。313、二-十进制优先编码器74LS14774LS147Ī0Ī1Ī2Ī3Ī4Ī5Ī6Ī7Y0Y1Y2Ī8Ī9Y3优先权：I9I0低32第7讲常用组合逻辑电路——编码器结束作业：P211题4.9