浙江开放大学电工电子技术课程虚拟仿真实验报告实验八 译码器及其应用

实验八 译码器及其应用

1. 实验目的
2. 认识译码器的定义、功能及基本使用；
3. 熟悉译码器（74HC138）的功能和级联。
4. 实验器材
5. VCC
6. Ground
7. 3线-8线反相译码器74HC138
8. 指示灯
9. 实验内容

利用两片3线-8线译码器74HC138组成4线-16线译码器，要求：将输入的4位二进制代码D₃D₂D₁D₀译成16个独立的低电平信号Z₀^‘~Z₁₅^‘。

1. 实验原理
2. 译码器

译码器（Decoder）的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号或另外一个代码。因此，译码是编码的反操作。常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器三类。

1. 74HC138

74HC138是用CMOS门电路组成的3线-8线译码器，该译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0，A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y₀^‘~Y₇^‘）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E₁^‘和E₂^‘）和一个高有效（E₃）。除非E₁^‘和E₂^‘置低且E₃置高，否则74HC138将保持所有输出为高。74HC138逻辑图及真值表信息如图1所示。

图1 74HC138逻辑图及真值表

根据74HC138真值表得出，当E₁^‘和E₂^‘置低且E₃置高时，输入和输出之间的逻辑函数式为：Y₀^‘=(A₂^‘A₁^‘A₀^‘)^‘，Y₁^‘=(A₂^‘A₁^‘A₀)^‘，Y₂^‘=(A₂^‘A₁A₀^‘)^‘，Y₃^‘=(A₂^‘A₁A₀)^‘，Y₄^‘=(A₂A₁^‘A₀^‘)^‘，Y₅^‘=(A₂A₁^‘A₀)^‘，Y₆^‘=(A₂A₁A₀^‘)^‘，Y₇^‘=(A₂A₁A₀)^‘。

1. 实验内容及步骤

利用数字芯片74HC138接成4线-16线译码器，具体实验电路步骤如下所示：

1. 令两片74HC138的输入端A₂=D₂，A₁=D₁，A₀=D₀；取第1片74HC138的E₁^‘和E₂^‘作为第四个地址输入端D₃，并将其连接到第2片74HC138的E₃端；
2. 令第1片74HC138的控制端E₃=1，第2片74HC138的控制端E₁^‘=E₂^‘=0（参考图2）；

图2 用两片74HC138接成4线-16线译码器的电路图

1. 将输出端Z接入指示灯。D₀~D₃端接直流信号源（如VCC）。规定：输入端逻辑“1”与电压值“5V”对应，逻辑“0”与电压值“0V”对应；输出端“灯亮”与逻辑“1”对应，“灯灭”与逻辑“0”对应；
2. 根据表1中D₀~D₃的逻辑值改变相应的输入状态，运行实验，观察输入端和输出之间的状态关系，记录相应的输出于表1中。

表1 实验数据

输入				输出
D3	D2	D1	D0	Z0‘~Z15‘
0	0	0	0
0	0	0	1
0	0	1	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	0	1
0	1	1	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	0	1
1	1	1	0
1	1	1	1

1. 实验报告
2. 搭建实验电路完成实验，补充完整表1；
3. 写出4线-16线译码器的输出表达式。

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