2线-4线译码器基础强化训练

武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 1 1 设计题目的理论分析设计题目的理论分析 译码器的认识： 将二进制代码转换成对应的高低电平，以代表文字、符号或数码表示特定对象的过程 称为译码，译码是前述编码的相反过程。 实现译码操作的逻辑电路就是译码器。按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制 译码器、二-十进制译码器、显示译码器之分。译码器的输出，可以是对应编码的一位高低 电平信号，也可以仍然是一个二进制码，结合显示器、译码器的输出二进制码将被利用来 直接或间接地驱动显示器，显示被编码相应的文子、符号等。 2 线-4 线译码器： 常用的 2 线-4 线译码器的集成芯片有 74XX139、4555 等型号芯片，74XX139 型号芯 片为输出低有效，4555 芯片为输出高有效。 图 2 为 2 线-4 线译码器的逻辑符号，图 2 中 A1、A0 为地址输入端，A1 为高位端。 逻辑符号中输出、输入端的小圆圈表示低电平有效。 Y3Y2Y1Y0 A1A0E 图 174XX193 2 线-4 线译码器逻辑符号 1 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 图 2Altium designer 原理图 Y3、Y2、Y1 和 Y0 为译码器输出端。E 为使能端（或称选通信号控制端） ，低电平有 效。当 E=0 时，允许译码器工作，Y3、Y2、Y1、Y0 中仅有一个为低电平输出；当 E=1 时，禁止译码器工作，所有输出 Y3、Y2、Y1、Y0 均为高电平。一般使能端有两个用途： 一是可以引入选通信号脉冲，以抑制冒险脉冲的发生；二是可以用来扩展输入变量数（功 能扩展） 。 表一是 2 线-4 线译码器 74XX139 的逻辑功能表，表中的 1 表示高电平，0 表示低电 平。 表 12 线-4 线译码器 74XX139 功能表 译码输入变量 E 1 0 0 0 0 A1 X 0 0 1 1 A2 X 0 1 0 1 Y3 1 1 1 1 0 译码输出变量 Y2 1 1 1 0 1 Y1 1 1 0 1 1 Y0 1 0 1 1 1 从表 1 中还可以看出，当 E=0 时，2 线-4 线译码器的输出函数分别是 2 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 Y3=EA1A0  （1） 可见，译码器的每一个输入函数对应输入变量的一组取值，当使能端有效（E=0）时， 它正好是输入变量最小项的非。因此变量译码器也称为最小项发生器。  Y1=  EA1A0 Y0=  EA1A0 Y2=EA1A0 3 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 2. Simulink 仿真 根据上一节中对设计题目的理论分析，在 simulink 进行电路仿真。由于其中已经存在 一些数字模块了，故直接调用就可以了。 2.1添加模块 通过理论上的分析，我们会发现这个模块中有 4 个模块，它们分别是：逻辑运算模 块（Simulink-Math-Logical Operator）;离散脉冲源（Simulink-Sources-Disrcrete Pulse Generator）;常数源（Simulink-Source-Constant）;示波器（Simulink-Sinks-Scope）.将这四种 模块各拖一个到新建的模型中。 图 3放置元件 2.2修改模块参数 离散脉冲的参数：为了能得到 00-11 的脉冲序列，双击这两个模块来修改参数。将周 期（period）设为 2，脉宽（Pulse Width）设为 1，采样时间（Sample Time）分别为 2、1， 其余的采用默认值，并将它们命名为A1、A0。这样设置后，A1，A0 构成的两位二进制数 将以 4 为周期，从 00 变化到 11—即第一秒为 00.第四秒为 11，然后第五秒又为 00，如 此循环下去。 示波器的参数： 将示波器改为四输入的示波器即可， 将示波器 1 改为两输入的示波器。 4 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 图 4 修改元件后仿真图 图 5 2 线-4 线译码器 5 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 3.3.实验结果及分析实验结果及分析 3.1 检测 A1A2 的输出 将各模块摆放整齐，按照图连线。最后，单击模型窗口中“”图标开始仿真。双击 打开示波器 Scope1，可以看到离散脉冲源的输出结果。 图 6离散脉冲源的输出 在输入的波形图中我们可以看到，两位二进制 A1，A0 的确是从 00 变到 11，离散脉 冲源输出的波形是满足的。 3.2 E=1 时的电路输出 6 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 图 7 使能端为 1 时输出结果 E=1 时，输出的结果都是 1.实验结果满足。 3.3 正常译码时的输出的结果 ’ 图 8正常译码时的输出结果 7 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 实验里所得的结果完全正确，充分验证了译码器实验电路设计的正确性。从实验过程 中可以了解到 Simulink 强大的仿真功能。主要是 Simulink 为用户提供了用方框图进行建 模的图形接口，采用这种方法设计，就像用笔和纸来画图一样容易。比传统的仿真软件更 直观、方便、灵活。 2 线-4 线译码器是编码器工作的逆过程，可以将地址转换为输出的高低电平。由于 Simulink 中仿真软件模块已经存在了。故直接调用即可。再一次得体会到了 Simulink 的 强大。 8 武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书 4心得体会 通过本次基础强化训练，我基本了解了Simulink 在电路仿真方面的功能，并且也学会 了如何利用 Simulink 搭建简单的数字电路并得到仿真的实际结果。 在这次的译码器电路的设计中，我充分体会到了仿真对于实际操作的重要性。最开始 的时候，由于我对译码电路的了解还不是很深入，出现了许许多多的失误，比如 ;A0、A1 的位置弄颠倒了；题目没有看清楚而用到了除与非门之外的门电路。 。 。这些都是不满足要 求的。如果没有进行仿真电路的设计，可能出现的就是次品，毫无实际的用处。会浪费我 们许多的时间、精力，金钱，最终还是得不偿失。仿真正是为我们解决这些问题，减少我 们不必要的失误。 相比较传统的一些仿真软件软件，Simulink 已经成为动态系统建模和仿真方面应用最 广泛的软件包之一。它的魅力在于强大的功能和简便的操作。作为 MATLAB 的重要组成 部分，Simulink 具有相对独力的功能和使用方法。确切地说，它是对动态系统进行建模、 仿真和分析的一个软件包。它支持线性和非线性系统图、连续时间系统。离散时间系统等， 而且系统图可以是多进程的。在本次的实验中，我也充分体会到了这一点。学习的初期， A0、A1 的输出是用常熟源，每一次的输出状态都必须双击修改器件的电平值才能进行修 改的，过程进行的非常不方便。在了解了它的动态仿真系统的优势之后，我学会了用数字 电路中的离散脉冲源，它可以使 A0、A1 连续输出 00 到 11，而实验的结果可以用示波器 检测到。使实验的操作简单多了。 这一次的电路仿真也让我体会到了模块化程序设计的重要性，刚拿到题目时。我的 心中是一片茫然。不知道如何