数字电路 第三章 |
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一、码制
1、概述
(1)采用多位数码,按一定规则来表示不同事物信息的方法,称为码制。 (2)将若干个二进制数码0和1按一定规则排列起来表示某种特定含义的代码,称为二进制代码,或称二进制码。 2、二-十进制编码(1)二-十进制编码(BCD码)是用4位二进制码来表示0~9这十个状态的,如果任意取其中的十个状态并按不同的次序排列,则可以得到许多种不同的编码。 (2)常用的二-十进制编码: ①8421码:在这种代码中,每1位的权都是固定的,把它当作正常二进制数转成十进制数基本没有问题。 ②余3码:每一个余3码所表示的二进制数要比它所对应的十进制数多3。 ③2421码:每1位的权都是固定的,但它的第4位的权不是对应十进制中的8,而是2。(一个十进制数对应的2421码可能不唯一,下表仅给出其中一种) ④5211码:每1位的权都是固定的,4位二进制数从左到右的权依次是5、2、1、1。 ⑤余3循环码:比一般循环码从0000开始计数的状态多3。 ⑥右移循环码:这种编码的任何两个相邻代码之间只有1位状态不同,缺点是没有充分利用5位二进制代码的所有状态,因此二进制代码的位数比其它编码多了1位。 3、循环码(1)循环码又称反射码、格雷码,循环码中每1位代码,从上到下的排列顺序都是以固定的周期进行循环的。 (2)4位循环码表: 十进制数 循环码 十进制数 循环码 0 0000 8 1100 1 0001 9 1101 2 0011 10 1111 3 0010 11 1110 4 0100 12 1010 5 0111 13 1011 6 0101 14 1001 7 0100 15 1000 (3)循环码的主要优点是相邻两个编码只有1位状态不同,它的缺点是不够直观。 4、ASCII码(1)ASCII码是一组8位二进制代码,前7位二进制代码表示字符信息,第8位作为奇偶校验位。 (2)ASCII码表: 二、编码器 1、概述(1)一般地说,用文字、符号或者数字表示特定对象的过程都可以叫做编码。 (2)用n位二进制代码对个信号进行编码的电路称为二进制编码器;能实现二-十进制编码的电路称为二-十进制编码器。(编码器的工作原理并无本质区别,下面仅介绍3位二进制编码器和8421 BCD码编码器) 2、二进制编码器(1)3位二进制编码器(8线-3线编码器): ①输入是8个需要编码的信号,输出是用来进行编码的3位二进制代码。是一组互相排斥的输入变量,任何时刻只能有一个端输入有效信号。 ②真值表(编码表): ③逻辑表达式: ④逻辑图: [1]用或门实现: [2]用与非门实现: (2)3位二进制优先编码器(8线-3线优先编码器): ①与前面介绍的编码器不同,优先编码器允许几个信号同时输入,但是电路只对其中优先级最高的进行编码。 ②真值表(编码表):(假定优先顺序为) ③逻辑表达式: ④逻辑图: 3、二-十进制编码器(1)8421 BCD码编码器: ①真值表(编码表): ②逻辑表达式: ③逻辑图: [1]用或门实现: [2]用或非门实现(输入、输出信号均为反变量): (2)8421 BCD码优先编码器:(假定优先顺序为) ①真值表(编码表): ②逻辑表达式: ③逻辑图: 三、译码器 1、概述(1)译码是编码的逆过程,把代码状态的特点含义“翻译”出来的过程叫做译码,实现姨妈操作的电路称为译码器。 (2)把n位二进制代码翻译后按个信号进行输出的电路称为二进制译码器;能实现二-十进制译码的电路称为二-十进制译码器。(译码器的工作原理并无本质区别,下面仅介绍3位二进制译码器和8421 BCD码译码器) 2、二进制译码器(1)3位二进制译码器(3线-8线译码器): ①输入是3位二进制代码,输出是8个信号。 ②真值表: ③逻辑表达式: ④逻辑图: [1]用与门实现: [2]用与非门实现(输入、输出信号均为反变量): (2)集成3线-8线译码器: ①若把上图所示电路加上控制门制作在一个芯片上,便可构成集成3线-8线译码器,如下图所示。 ②、、是三个输入选通控制端,当或者时,译码器被禁止,译码器的输出端全为1,只有当、时,译码器才能正常运行。 (3)二进制译码器的级联: ①当输入二进制代码的位数比较多时,可以把几个二进制译码器级联起来完成其译码操作。 ②以上图为例分析其工作原理: 3、二-十进制译码器(1)8421 BCD码输入的4线-10线译码器: ①真值表: 注:在8421 BCD码中,代码1010~1111六种取值没有使用,在正常情况下不会再译码器输入端出现。 ②逻辑表达式: ③逻辑图: (2)集成4线-10线译码器: ①外引脚功能端排列图: ②真值表: 4、显示译码器(1)在数字系统和装置中,经常需要把数字、文字和符号等二进制编码翻译成人们习惯的形式直观地显示出来,于是便诞生了显示译码器。 (2)常用的数码显示器有半导体显示器和液晶显示器两种。 (3)逻辑抽象: ①输入、输出信号分析:输入为8421 BCD码,输出是驱动七段发光二极管显示字形的信号。 ②若采用共阳极数码管,则为低电平有效,也就是为0时对应的发光二极管亮;若采用共阴极数码管,则为高电平有效,也就是为1时对应的发光二极管亮。 ③真值表: ④逻辑图: [1]驱动共阳极数码管的电路: [2]驱动共阴极数码管的电路: |
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