译码器

译码器是典型的组合数字电路，译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电路，学习译码器必须与各种编码打交道。从广义的角度看，译码器有四类：

二进制码译码器，也称最小项译码器，N中取一译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码；

代码转换译码器，是从一种编码转换为另一种编码；

显示译码器，一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来。

编码器，一般是将十进制码转换为相应的其它编码，其实质与代码转换译码器一样，编码是译码的反过程。

19.4.1  二进制码译码器

        二进制码译码器又名最小项译码器，N中取一译码器。n为二进制码的位数，就是输入变量的位数，N=2 ⁿ，所以，N也是输出量的数目，或全部最小项的数目。因为最小项取值的性质是对于一种二进制码的输入，只有一个最小项为“1”，其余N-1个最小项均为“0”。所以，二进制码译码器也称为n线/N线译码器，例如对于三位二进制码译码器，可称为3线/8线译码器，这种称呼往往见于器件手册。

        三变量二进制码译码器的逻辑图如图19-4-1所示，该逻辑图由三部分构成，译码器部分、输入缓冲部分和使能控制部分。该电路的简化逻辑符号如图19-4-2所示。

  19.4.1.1 译码部分 

码部分由图19-4-1中的八个与非门构成，最小项译码器如果用与门构成，则输出高电平有效；如用与非门则输出低电平有效。最小项取值的特点是N中取一，若输出高电平有效，则被选中的最小项为H，其余为L；若输出低电平有效，则被选中的最小项为L，其余为H。不论何种方式，都可以将被选中的最小项确定下来。译码逻辑式为

            或    

            或   

            或   

            或   

            或    

            或   

            或   

            或   

        产品的3线/8线二进制译码器74LS138是低电平输出有效，即选中的二进制码，对应的输出只有一个“0”，所以译码逻辑式为以上右侧的一排。这里有一点需要注意，习惯上往往可以通过集成电路端口符号的标注，可以看出这个端口是低电平有效还是高电平有效。例如输出端标Y是高电平有效，正逻辑是“1”电平有效；如果标 则是低电平有效，对正逻辑是“0”电平有效。这里要注意对端口的标注，Y和上面的反号应作为一个符号理解， 只说明该端口是低电平有效，不能理解为先得到Y再求反。至于定义高电平有效还是低电平有效，对电路的工作原理来说是一样的，N中取一个“1”，还是N中取一个“0”都可以完成对输入二进制码的译码。

图19-4-1  三变量最小项译码器逻辑图

  19.4.1.2 输入缓冲部分 

输入缓冲部分见图19-4-1中右下方的六个非门，通过这六个非门可以获得三个输入变量的原变量和反变量。这样译码门的输入端就可以接到相应非门的输出端，而不必接到译码器的输入端。这样就可以减少信号源的负担，或者说，信号源接这样的译码器可以多接几个，而直接接到译码门上，就接不了那么多了。否则超出了信号源的电流（扇出）承担能力，信号源的逻辑电平就会超标，违反了双值逻辑系统的规定。

  19.4.1.3 使能部分 

对于三变量最小项译码器，例如74LS138，它的使能端是一个与逻辑，见图19-4-1的左下部分。“使能”（enable）的意思是使电路能不能工作，使能逻辑为

当 时，使能输出为“1”，解除对译码门（与非门）的封锁，允许译码。当 时，使能输出为“0”，禁止译码，即全部八个译码门的输出全部为‘1’。

  74LS138的功能表见表19-7。

表19-7  74LS138的功能表

        输             入

输                  出

B