解碼器基礎

2021-07-24 12:33:19 字數 1590 閱讀 2236

初次接觸解碼器的童鞋可能會問,解碼器是什麼?

首先,我們需要明確,電腦和人類溝通,需要轉換。因為人類對於抽象語言比較擅長,而當前的計算機本質上只能識別0、1二進位制串。因此,人類所表達的知識要被電腦接受,需要將其轉換編碼成二進位制數,這一過程可以理解為編碼;而人類要理解計算機給我們計算的結果,則需要將結果解釋成我們能理解的物件(如七段顯示解碼器中顯示的資料),這乙個過程,其實就是解碼。

另外,解碼器不是客觀存在的,是根據我們人類的意志製造的,也就是說解碼器長什麼樣子是由人類決定的。我們現在常見的2-4解碼器、3-8解碼器等是硬體工程師和研發人員積累多年的經驗,抽象出的常用msi基本元件,為硬體工程師進行電路設計提供基本功能單元。(有點類似於我們學習c語言時,c語言的標準函式庫)

常見的解碼器包括2-4解碼器、3-8解碼器,這些都是典型的解碼器,常見的2-4解碼器,其真值表、邏輯電路功能如下圖所示:

2-4解碼器的真值表中的功能是人類規定的,更直接點說,是一幫搞硬體研發的人規定,根據這個規定,可以直接寫出:

yi = en * mi

常見的2-4解碼器74ls139如下圖所示:

74ls139片上有兩個2-4解碼器,每個解碼器上有乙個低有效的使能端,四個輸出均為低有效。

在簡單介紹2-4解碼器之後,那麼問題來了,如何利用74ls139做乙個4-16解碼器?顯然,4-16解碼器對應的功能應該是有4個高有效資料輸入端(不包括使能端),16個低有效的輸出端,從輸出的角度,我們至少需要兩個74ls139,那具體怎麼做呢?首先,我們給輸出進行編號,如下圖所示:

在圖中,我們對輸出端進行了編號。我們希望第乙個2-4解碼器(從上向下看)的輸出對應/y0~/y3,第二個解碼器的輸出對應/y4~/y7,第三個解碼器對應/y8~/y11,第四個解碼器對應/y12~/y15。

接下來該如何處理呢?顯然,對於每乙個2-4解碼器,只有兩位輸入,另外還有兩個輸入可以控制選擇哪乙個2-4解碼器。假設我們的4-16解碼器的輸入是i3i2i1i0,其中低兩位i1i0直接接每個2-4解碼器的a、b端,則我們可以控制高兩位i3i2的取值,如果我們選擇:

* i3i2 = 00,取第乙個2-4解碼器,則i3i2i1i0的取值範圍為[0000,0011],i3i2i1i0對應的最小項為m0,m1,m2,m3,其輸出對應/y0~/y3

(上面這個結果,大家如果不怕麻煩,也可以畫出4-16解碼器的真值表看)

到這一步,基本上與預想的差不多了,剩下的是實現如何根據高兩位來在4個解碼器中選擇合適的2-4解碼器。顯然,這又需要乙個2-4解碼器來實現,因此,最終的4-16解碼器如下圖所示:

根據這個圖,大家可以順便進行驗證,並對這個過程進行總結,包括:思路、一般步驟、低位共享時高位如何控制等等。

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