譯碼器(decoder)是一類多輸入多輸出組合邏輯電路器件,其可以分為:變量譯碼和顯示譯碼兩類。 變量譯碼器一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件,常見的有n線-2^n線譯碼和8421BCD碼譯碼兩類;顯示譯碼器用來將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的七段碼,一般其可分為驅(qū)動(dòng)LED和驅(qū)動(dòng)LCD兩類。
譯碼是編碼的逆過程,在編碼時(shí),每一種二進(jìn)制代碼,都賦予了特定的含義,即都表示了一個(gè)確定的信號(hào)或者對象。把代碼狀態(tài)的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼,實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器?;蛘哒f,譯碼器是可以將輸入二進(jìn)制代碼的狀態(tài)翻譯成輸出信號(hào),以表示其原來含義的電路。
譯碼器的種類很多,但它們的工作原理和分析設(shè)計(jì)方法大同小異,其中二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器是三種最典型,使用十分廣泛的譯碼電路。二進(jìn)制碼譯碼器,也稱最小項(xiàng)譯碼器,N中取一譯碼器,最小項(xiàng)譯碼器一般是將二進(jìn)制碼譯為十進(jìn)制碼;代碼轉(zhuǎn)換譯碼器,是從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼;顯示譯碼器,一般是將一種編碼譯成十進(jìn)制碼或特定的編碼,并通過顯示器件將譯碼器的狀態(tài)顯示出來。
變量譯碼器是一個(gè)將n個(gè)輸入變?yōu)?^n個(gè)輸出的多輸出端的組合邏輯電路。其模型可用下圖來表示,其中輸入變化的所有組合中,每個(gè)輸出為1的情況僅一次,由于最小項(xiàng)在真值表中僅有一次為1,所以輸出端為輸入變量的最小項(xiàng)的組合。故譯碼器又可以稱為最小項(xiàng)發(fā)生器電路。
譯碼器是一種具有“翻譯”功能的邏輯電路,這種電路能將輸入二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài),按照其原意翻譯成對應(yīng)的輸出信號(hào)。有一些譯碼器設(shè)有一個(gè)和多個(gè)使能控制輸入端,又成為片選端,用來控制允許譯碼或禁止譯碼。在圖1中,74138是一種3線—8線譯碼器 ,三個(gè)輸入端CBA共有8種狀態(tài)組合(000—111),可譯出8個(gè)輸出信號(hào)Y0—Y7。這種譯碼器設(shè)有三個(gè)使能輸入端,當(dāng)G2A與G2B均為0,且G1為1時(shí),譯碼器處于工作狀態(tài),輸出低電平。當(dāng)譯碼器被禁止時(shí),輸出高電平。圖2時(shí)檢測74ls138譯碼器時(shí)間波形的電路,使用的虛擬儀器為數(shù)字信號(hào)發(fā)生器和邏輯分析儀。數(shù)字信號(hào)發(fā)生器在一個(gè)周期內(nèi)按順序送出兩組000—111的方波信號(hào)。圖3表明如何將兩片3線—8線譯碼器連接成4線—16線譯碼器。其中第二片74138的使能端G1和第一片的使能端G2A接成D輸入端。當(dāng)D=0時(shí),第一片74138工作,對0000—0111的輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼輸出。當(dāng)D=1時(shí),第二片74138工作,對1000—1111的輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼輸出。在圖4中 ,7442為二—十進(jìn)制譯碼器,具有4個(gè)輸入端和10個(gè)輸出端。輸入信號(hào)采用8421BCD碼,二進(jìn)制數(shù)0000—1001與十進(jìn)制數(shù)0—9對應(yīng)。當(dāng)輸入超過這個(gè)范圍是無效,10個(gè)輸出端均為高電平。7442電路沒有使能端,因此只要輸入在規(guī)定范圍內(nèi),就會(huì)有一個(gè)輸出端為低電平。圖5位BCD—七段顯示譯碼器電路,LED數(shù)碼管將顯示與BCD碼對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)0—9。因?yàn)轱@示譯碼器電路輸出高電平,所以應(yīng)該采用共陰極LED數(shù)碼管。編碼與譯碼的過程剛好相反。
通過編碼器可對一個(gè)有效輸入信號(hào)生成一組二進(jìn)制代碼。有的編碼器設(shè)有使能端,用來控制允許編碼或禁止編碼。優(yōu)先編碼器的功能是允許同時(shí)在幾個(gè)輸入端有輸入信號(hào),編碼器按輸入信號(hào)排定的優(yōu)先順序,只對同時(shí)輸入的幾個(gè)信號(hào)中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。在圖6中,74147為BCD優(yōu)先編碼器,輸入和輸出都是低電平有效。為了取得有效輸出高電平,可在每個(gè)輸出端連接一個(gè)反相器。7417只有1—9各輸入端,0輸入端不接入電路。這是因?yàn)?417約定,當(dāng)無有效輸入時(shí),輸出0的BCD代碼0000。圖7是一個(gè)檢測優(yōu)先編碼/譯碼功能的邏輯電路,對每一個(gè)接地的邏輯開關(guān),數(shù)碼管都會(huì)顯示一個(gè)相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。在輸入端的8個(gè)邏輯開關(guān)中,代號(hào)為[7]的優(yōu)先級別最高,代號(hào)為[0]的優(yōu)先級別最低。
驅(qū)動(dòng)電路(Drive Circuit),位于主電路和控制電路之間,用來對控制電路的信號(hào)進(jìn)行放大的中間電路(即放大控制電路的信號(hào)使其能夠驅(qū)動(dòng)功率晶體管),稱為驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路的作用:將控制電路輸出的PWM脈沖放大到足以驅(qū)動(dòng)功率晶體管—開關(guān)功率放大作用。