实验八 编码器及其应用
一、实验目的
1．掌握一种门电路组成编码器的方法。
2．掌握8－3线优先编码器74LS148，10－4线优先编码器74LS147的功能。
3．学会使用两片8－3线编码器组成16－4线编码器。
二、实验原理
1．4－2编码器
赋予若干位二进制码以特定含义称为编码，能实现编码功能的逻辑电路称为编码器。编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成二进制码。图6－26是一个最简单的4输入、2位二进制码输出的编码器的逻辑原理图。
图6－26 4－2编码器逻辑原理图
图6－27 74LS148逻辑罗
由图6－26可得逻辑表达式为：
功能表为：
表6－5 4－2编码器功能表
由表6－4可以看出，当I0～I3中在某一位输入为1时，输出Y1Y0为相应的代码。例如，当I1为1时，输出Y1Y0为01。
2．8－3线优先编码器74LS148
上面的编码电路虽然简单，但有两个缺点。其一是，当I0为1，I1～I3都为0和I0～I3均为0时，输出Y1Y0均为00，这两种情况在实际中必须加以区分；其二是，同时有多个输入被编码时，输出会是混乱的。在实际工作中，同时有多个输入被编码时，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，即优先识别。能识别信号的优先级并对其进行编码的逻辑部件称为优先编码器。
编码器74LS148的作用是将输入端0～7这8个状态分别编成二进制码输出，它的功能表见表6－6，它的逻辑图见图6－27。它有8个输入端，3个二进制码输出端，输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。优先级分别从I7至I0递减。
表6－6 优先编码器74LS148功能表
（续表6－6）
注："H"表示逻辑高电平；"L"表示逻辑低电平；"×"表示逻辑高电平或低电平兼可。
3．10－4线优先编码器74LS147
74LS147的输出为8421BCD码，它的逻辑图见图6－29，其功能见表6－7。
表6－7 优先编码器74LS147功能表
三、实验设备与器材
1．数字逻辑电路实验箱。
2．数字万用表。
3．芯片74LS04、74LS148、74LS20各两片，74LS147、74LS32、74LS08各一片。
四、实验内容及实验步骤
1．4－2线编码器
在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找5个DIP14（不够可用DIP16等插座代替）的插座插上芯片74LS04（两片），74LS20（两片），74LS32，并在DIP14插座的第7脚接上实验箱的地（GND），第14脚接上电源＋5V（VCC）。将输出端Y0～Y1分别接两个发光二极管（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），输入端接拨位开关（实验箱主电路板的逻辑电平输出单元）。拨动拨位开关，根据发光二极管显示的变化，逐项验证4－2线编码器的功能。芯片的管脚分配请参考附录或其他资料。
图6－28 74LS147逻辑图
2．8－3线优先编码器74LS148
在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找一个DIP16插座插上芯片74LS148，并在DIP16插座的第8脚接上实验箱的地（GND），第16脚接上电源（VCC）。八个输入端接拨位开关（逻辑电平输出），输出端接发光二极管进行显示（逻辑电平显示），其他功能引脚的接法参见附录或相关资料。
3．10－4线优先编码器74LS147
测试方法与74LS148类似，只是输入与输出脚的个数不同，功能引脚不同。
4．16－4线编码器
用两片74LS148、一片74LS08组成16位输入、4位二进制码输出的优先编码器（低电平有效），按下面的逻辑图连线，并验证它的功能。具体的连线方法同样是在IC插座模块上完成，EI2接低电平，其他输入输出分别接拨位开关（逻辑电平输出）和发光二极管（逻辑电平显示）。
图6－29 16－4线优先编码器原理图
五、实验预习要求
1．预习编码器的原理。
2．熟悉所用集成电路的引脚功能。
3．画好实验所用的表格。
六、实验报告要求
1．说明74LS148的输入信号EI和输出信号GS、EO的作用。
2．分析16－4线优先编码器的工作原理，并自制表格，根据实验结果完成16－4线优先编码器的功能表。
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