数字电路 第三章

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数字电路 第三章

2024-07-04 17:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

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N=2^{n}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。I_{0}\sim I_{7}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I_{7}\rightarrow I_{0}

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I_{9}\rightarrow I_{0}

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N=2^{n}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。

S_{1}\overline{S_{2}}\overline{S_{3}}是三个输入选通控制端,当S_{1}=0或者\overline{S_{2}}+\overline{S_{3}}=1时,译码器被禁止,译码器的输出端\overline{Y_{0}}\sim \overline{Y_{7}}全为1,只有当S_{1}=1\overline{S_{2}}+\overline{S_{3}}=0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Y_{a}\sim Y_{g}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Y_{a}\sim Y_{g}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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