中规模组合逻辑电路编码器
出处:joywyc 发布于:2008-12-06 09:46:24
用数字或文字和符号来表示某一对象或信号的过程,称为编码。编码器是专门用于将输入的数字信号或 文字符号,按照一定规则编成若干位的二进制代码信号,以便于数字电路进行处理。常见的编码器有:二 进制编码器、二-十进制编码器、优先编码器等。
(1)二进制编码器
一位二进制代码有0和1,可以表示两个信号,两位二进制代码有00,01,10和11,可以表示4个信号, 屁位二进制代码有2n种,可以表示2n个信号。用而位二进制代码对N=2n个信号进行编码的电路称为二进 制编码器。
现以3位二进制编码器为例来了解它的工作原理。输入是8个需要进行编码的信号I。I1,…,I7编成对 应的二进制代码输出,由于输人信号共有N=8个,根据N=2n=8可知,输出应该是n=3位的二进制代码, 用Y2,Y1,Y0表示。由于编码器在任何时刻,只能对一个输人信号进行编码,即不允许有两个和两个以上 输人信号同时存在的情况出现,真值表见表1,这个真值表也称为编码表。
由表1可写出输出函数Y0Y1Y2的表达式为
(2)二-十进制编码器
二-十进制编码器是将十进制的10个数码0,1,2,…,9编成对应的二进制代码的电路,它的输人是0,1 ,2,…,9十个十进制数字,输出是对应的4位二进制代码,这9个二进制代码称为二ˉ十进制代码,简称 BCD码。
4位二进制代码可以组成16种组合,而十进制编码器只需其中的10个组合,所以编码方式也很多,有8421 、5421、循环码、余三码等。常用的8421编码,就是在4位二进制代码的16种状态中取出前面10种状态, 表示0~9十个数码,后面6个状态去掉。如表2所示,二进制代码各位所代表的十进制数从高到低位依次为 8,4,2,1,称为“权”,而后把每个数码乘以各位的“权”,相加即得出该二进制代码所表示的一位十 进制数。
例如,0101所表示的十进制数为
0×8十1×4+0×2+1×1=5
表1 真值表 表2 8421BCD码编码器的真值表
以上介绍的为普通编码器,普通的编码器有一个缺'轰,即在某一时刻只能允许一个输入信号有效,如 果同时有两个或两个以上的输人信号要求编码,输出端就会发生错误。为了解决这一问题,人们设计了优 先编码器。
(3)优先编码器74LS148
在数字系统中,常常要控制几个工作对象,如微型计算机主机要控制打印机、磁盘驱动器、输人键盘等 。当某个部件需要实行操作时,必须先送一个信号给主机,经主机识别后再发出允许操作信号,这里会有 几个部件同时发出服务请求的可能,而在同一时刻只能给其中工个部件发出允许操作信号,因此,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,即优先级别。识别这类请求信号的优先级别并进 行编码的逻辑部件称为优先编码器。下面以8线名线优先编码器74LS148为例进行介绍。
74LSl48的功能表见表3,74LS148的电路及引脚如图1所示。
图1 优先编码器74LS148电路
由功能表可知,该编码器有8个信号输入端I0~I7,I7优先级别,I0,输入低电平有效,3个二 进制码输出端Y2Y1Y0,低电平有效。还有输人使能端ST、输出使能端Y,和优先编码工作状态标志YES端。
当ST=1时,编码器处于非工作状态,即不论8个输人端为何种状态,3个输出端Y2Y1Y0均为高电平,输出 使能端YS和优先编码工作状态标志YES端也均为高电平,当ST=0时,有两 种情况。
①输入端没有编码请求信号,即I0I1I2I3I4I5I6I7均为1时,3个输出端Y2Y1Y0=111,YES=1,Ys=0。
②输入端至少有一个编码请求信号,输出YES=0,YS=1,编码器按输人的优先级别进行编码,当某一输入端有低电平输人,且比它优先级别高的输入端没有低电平输人时,输出端才输出相对应的输人端的代码。例如,当输人I7=0时,无论I0I1I2I3I4I5I6为何值,电路只对I7进行编码,其输出Y2Y1Y0=000,当输人I5为0,且优先级别比它高的输人I6和输人I7均为1时,输出代码为010。
表3 优先编码器74LS148功能表
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