实验四 译码器、编码器及其应用
实验人员： 班号： 学号：
一、实验目的
(1) 掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法； (2) 熟悉掌握集成译码器和编码器的应用； (3) 掌握集成译码器的扩展方法。
二、实验设备
数字电路实验箱，74LS20，74LS138。
三、实验内容
(1) 74LS138译码器逻辑功能的测试。将74LS138输出Y 0????~Y 7????接数字实验箱LED 管，地址Y 2Y 1Y 0输入接实验箱开关，使能端接固定电平（Y YY 或GND ）。电路图如Figure 1所示：
Figure 2
E Y 1YY 2Y ?????????? YY 2Y ??????????≠100时，任意拨动开关，观察LED 显示状态，记录观察结果。
E Y 1YY 2Y ?????????? YY 2Y
??????????=100时，按二进制顺序拨动开关，观察LED 显示状态，并与功能表对照，记录观察结果。
用Multisim 进行仿真，电路如Figure 3所示。将结果与上面实验结果对照。
Figure 4
(2) 利用3-8译码器74LS138和与非门74LS20实现函数：
Y =Y ???Y ???+Y ???Y ???+YYY
四输入与非门74LS20的管脚图如下：
对函数表达式进行化简：
Y =Y ???Y ???+Y ???Y ???+YYY =Y ???Y ???Y ???+Y ???Y ???Y +A Y ???Y ???+YYY
=Y 0+Y 1+Y 4+Y 7=Y 0????Y 1????Y 4????Y 7?????????????????????
按Figure 5所示的电路连接。并用Multisim 进行仿真，将结果对比。
Figure 6
(3) 用两片74LS138组成4-16线译码器。
因为要用两片3-8实现4-16译码器，输出端子数目8×2=16刚好够用。
而输入端只有A、B、C三个，故要另用使能端进行片选使两片138译码器进行分时工作。而实验台上的小灯泡不够用，故只用一个灯泡，而用连接灯泡的导?????，在各端子上移动即可。在multisim中仿真电路连接如Figure 7所示线测试Y Y
（实验台上的电路没有接下面的两个8灯LED）：
Figure 8
四、实验结果
(1) 74LS138译码器逻辑功能的测试。
当输入CBA=000时，应该是Y0输出低电平，故应该第一个小灯亮。实际用实验台测试时，LE0灯显示如Figure 9所示。当输入CBA=001时，应该是Y1输出低电平，故理论上应该第二个小灯亮。实际用实验台测试时，LE0灯显示如Figure 6所示。
Figure 10
Figure 11
G1 Y 2Y ??????? Y 2Y
??????? A B C Y 0???? Y 1???? Y 2???? Y 3???? Y 4???? Y 5???? Y 6???? Y 7????
1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
(2) 利用3-8译码器74LS138和与非门74LS20实现函数。
输入ABC =111，由Y =Y ???Y ???+Y ???Y ???+YYY 可知，小灯应该亮。在实验台测试结果如Figure 12所示。输入ABC =111，分析知小灯应该灭，测试结果如Figure 13所示。输入ABC =110，分析知小灯应该亮，测试结果如Figure 14所示。
Figure 15
Figure 16
Figure 17同理测试，得到结果列为下面的真值表：
(3) 用两片74LS138组成4-16线译码器。
在Multisim中测试，分别取Y1YYY=1100和Y1YYY=0111，如下面的所示Figure 18、Figure 19所示：
Figure 20
此仿真结果与实验台结果相一致。
Figure 21
此仿真结果与实验台结果相一致。
五、故障排除
在实验二中进行Multisim仿真的时候，二极管的方向接错了，得到了相反的结果。反复排查之后，发现了错误，得到了预期的结果。
在进行实验三的时候，由于线比较多，所以有两个端子接错了，导致结果不正确。在修正之后，得到了预期的结果。
六、心得体会
我一直都没搞清楚用两个3-8译码器连成4-16译码器时，哪一片是扩展高位的哪一片是低位的。经过这次实验我懂得了，哪一片都可以最为扩展为最高位。根据使能端片选确定先后工作的顺序，因而确定哪一位是最低位，哪一位是最高位。并且通过本次实验，我学会了怎么将multisim中的元件的名称隐藏起来，以节省空间。