编码器和译码器综合实现数字显示

刘利琴

【摘 要】编码器、译码器作为电路中常用的芯片，结合编码器和译码器互逆的功能，改变了传统编码器和译码器独立实验，同时将七段数码管参与其中，让大家能够很直观地看到编码器和译码器综合设计出的有趣的实验。

【关键字】编码器；译码器；七段数码管；综合应用

中图分类号： TN764 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0107-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.047

在这里介绍的编码器和译码器综合实现，将在七段数码管上显示出0-9十个数字，首先介绍一下编码器、译码器、七段数码管的工作原理。

1 编码器的工作原理

编码器的功能是从m个输入中选择一个，编成一组由n位二进制所组成的代码并行输出。它是一种多输入、多输出的组合逻辑电路，虽然有多个输入端，但在任一时刻只会有一个输入端有效。

优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码。常用的集成优先编码器有10线-4线、8线-3线两种。10线-4线优先编码器常见的型号为54/74147、54/74LS147，8线-3线优先编码器常见的型号为54/74148、54/74LS148。下面我们以TTL中规模集成电路74LS147为例介绍8421→BCD码优先编码器的功能。

10线-4线8421BCD码优先编码器74LS147，其引脚图如图1所示。74LS147优先编码器有9个输入端和4个输出端。某个输入端为0，代表输入某一个十进制数。当9个输入端全为1时，代表输入的是十进制数0。4个输出端反映输入十进制数的BCD码编码输出。

74LS147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效，即当某一个输入端低电平0时，4个输出端就以低电平0的输出其对应的8421 BCD编码。当9个输入全为1时，4个输入出也全为1，代表输入十进制数0的8421 BCD编码输出。

2 译码器的工作原理

译码是编码的逆过程，译码器就是将输入端给定的代码译成相应状态输出的电路，这里应用中实现的需要74LS48译码器，它常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中。其引脚图如图2所示。7段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器，74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，7448还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。

3 七段字符显示器

为了能够以十进制数码直观地显示数字系统的运行数据，目前广泛使用七段字符显示器，又称为七段数码管。这种字符显示器由七段可发光的线段拼合而成。这里将会使用LED数码管，它也称为半导体数码管，它是将若干发光二极管按一定图形排列并封装在一起的最常用的数码显示器件之一，在各种数显一起仪表、数字控制设备中得到广泛应用。

基本的半导体数码管是由七个条状发光二极管芯片如图排列而成的。可实现0～9的显示。其具体结构有“反射罩式”、“条形七段式”及“单片集成式多位数字式”等。多个发光二极管封装在一起的七段数码显示器按其连接形式可分为共阳显示器和共阴显示器。共阳和共阴的七段显示器，在显示器中除了显示数字必须的七段笔画外，还提供了小数点。共阳显示器的阳极连接在一起，此时对阳极提供一正电压，通过限流电阻控制其阴极为高电平或是低电平来决定其暗或是亮。共阴显示器的阴极连在一起，此时可将阴极接地，通过限流电阻控制其阳极为高电平或是低电平来决定其亮或是暗。

4 编码器和译码器的综合应用

通过编码器和译码器的综合应用可以达到以下效果：通过74LS147的九个输入端不同组合，输入在七段显示器上显示0—9的十个数字。而我们将用到74LS147、74LS48和七段字符显示器，由于74LS147的四个输出都是低电平，若直接连接到74LS48的四个输入端，将達不到我们想要的结果，经过分析可以将74LS147的四个输出经过74LS04非门的处理后再连接到74LS48，这样就能正常的在七段数码管上显示0—9。整个设计结构如图4所示。

通过编码器和译码器的综合应用使得大家对编码和译码有了个清晰的认识，更好的理解电路芯片的工作原理，这也有利于后期实验的开展。

【参考文献】

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