项目三 译码电路的设计

武汉职业技术学院 电信学院

教学目标

教学目的： 1 、熟悉各种常用中规模时序逻辑电路功能和使用方法； 2 、学会中规模数字电路分析方法； 3 、学会中规模数字电路设计方法，组装和测试方法； 4 、会利用译码器搭建简单的显示电路

教学重点： 1 、门电路和译码器的工作原理和应用； 2 、译码器实现的电路的工作原理。

教学难点： 译码器的基本工作原理。

2.3.1 显示电路设计要求

假设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯。

（ 1 ）汽车正常运行时指示灯全灭；

（ 2 ）右转弯时，右侧 3 个指示灯按右循环顺序点亮；

（ 3 ）左转弯时，左侧 3 个指示灯按左循环顺序点亮；

（ 4 ）临时刹车时所有指示灯同时闪烁。

2.3.2 设计方案

说明：表中 0 表示灯灭状态， 1 表示灯亮状态

由于汽车尾灯左右转弯时， 3 个指示灯循环点亮，可以用三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平；亦可以用单片机的口线控制，通过程序来控制左右灯的显示，这将在扩展中实现，本设计先实现基本部分。通过将 6 个与非门的一个输入脚连成一体总控制 6 个指示灯，根据需要送不同的信号来实现正常直行和急转弯；通过译码器来单独控制每个指示灯的点亮。由此得出在每种运行状态下各指示灯与各给定条件的关系，即逻辑功能表如表 1 所示（表中 0 表示灯灭状态， 1 表示灯亮状态）。

通过分析设计要求， 6 个指示灯需要用至少具有 6 路输出的译码器，因而选用 3-8 线译码器 74LS138 ；要有对 6 个指示灯总体控制的能力因而选用了两输入的与非门，用其中的一个输入脚作为总控制开关，因而用了两片 74LS00 （四 2 输入与非门）来实现。1 、通用译码器（ 74LS138/154 ） 74LS138 是 3-8 线译码器， 74LS154 是 4-16 线译码器。这些译码器的特点是对应一组二进制代码，只有一个输出与之对应进入低电平，其他输出全为高电平。 COMS 通用译码器有 CC4514/CC4515 ，二者均为 4-16 线译码器，不同之处是 CC4514 译码输出为高电平有效，而CC4515 译码输出为低电平有效。

2.3.3 基本元件

2 、门电路 74LS00 是由 4 个与非门集成， 74LS04 是由 6 个非门集成，它们的引脚结构图如图 2 所示。

2.3.3 基本元件

1A1

1B2

1Y3

2A4

2B5

2Y6

GND7

3Y8

3A9

3B10

4Y11

4A12

4B13

VCC14

U

74LS00

1A1

1Y2

2A3

2Y4

3A5

3Y6

GND7

4Y8

4A9

5Y10

5A11

6Y12

6A13

VCC14

U?

74LS04

图 集成芯片—与非门和非门引脚结构

1 、汽车尾灯电路 汽车尾灯电路如图 3 所示。译码电路由一片 74LS138 和两片 74LS00及其外围电路组成，显示驱动电路由 6 个普通发光二极管和一片 74LS04组成。

2 、工作原理 汽车尾灯电路如图 2 所示。其显示驱动电路由 6 个发光二极管和 6 个反相器构成；译码器电路由 3-8 线译码器和 6 个与非门构成。当使能信号A=G=1 ， A2A1A0 状态为 010 ， 001 ， 000 时， 74LS138 对应输出端 ，依次为 0 有效，即反相器 G3~G1 的输出端也依次为 0 ，故指示灯 D3→D2→D1 按顺序点亮示意汽车左转弯。当使能信号A=G=1 ， A2A1A0 状态为 100 ， 101 ， 110 时， 74LS138 对应输出端 ，依次为 0 有效，即反相器 G4~G6 的输出端也依次为 0 ，故指示灯 D4→D5→D6 按顺序点亮示意汽车右转弯。当 G=0 ， A=1时， 74LS138 的输出端全为 1 ， G6~G1 的输出端也全为 1 ，指示灯全灭，示意汽车正常直行。当当 G=0 ， A=CP （脉冲信号）时，指示灯随 CP 的频率变化而闪烁，示意汽车紧急刹车。

2.3.4 电路设计及工作原理

项目元器件清单

三、电路设计与调试

（ 1 ）各小组从指导教师那里领取元器件，分工检测元器件的性能。（ 2 ）依据图 2-3-3 所示电路原理图，各小组讨论如何布局，最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建好图 2-3-3 所示电路图；（ 3 ）检查电路无误后，从直流稳压电源送入 5V 的电压供电；（ 4 ）按照测试功能表 2-3-3 送入测试信号，观察测试结果；（ 5 ）记录结果，并写实验报告。

四、实验注事项

（ 1 ）注意电路的焊接，避免虚焊；（ 2 ）将电路中所有芯片的共地端子和电源端子分别连在一起；（ 3 ）焊接时指示灯顺序对应位置不能出错。

拓展： 利用所学的计数器，设计一个 30s 计时电路。

本章小结与思考本章小结： 1 、非门、与非门的工作原理； 2 、译码器的工作原理； 3 、译码电路的工作原理；

思 考：

1 、用 74LS76 作计数器来实现自动控制尾灯电路的译码。 2 、利用所学的计数器，设计一个 30s 计时电路。