（十）【数电】（组合逻辑电路）编码器

【数电专栏】

文章目录

• A 常用组合逻辑电路——编码器
• A.a 普通编码器的工作原理
• A.b 优先编码器的工作原理
• A.c MSI编码器芯片举例及应用举例

A 常用组合逻辑电路——编码器

编码(coding)——为了区分一系列不同的事物，将其中的每个事物用一个二值代码表示。
编码器(Encoder)的逻辑功能：把输入的每一个高、低电平信号变成一个对应的二进制代码。

A.a 普通编码器的工作原理

要求任何时刻只允许输入一个代编码的信号，否则会发生混乱。
如：8个输入状态，需要三位二进制编码。
输入：$I_0 \sim I_7$I0​∼I7​八个高电平信号
输出：$Y_2Y_1Y_0$Y2​Y1​Y0​,3位二进制代码


由于普通编码器在任何时刻$I_0\sim I_7$I0​∼I7​当中仅有一个取值为1，即只有真值表中所列的8种状态，而且它的（$2^8-8$28−8）种状态均为**约束项。**因此，由真值表可得到逻辑式：


输入$I_0$I0​时，自然输出000

A.b 优先编码器的工作原理

特点：允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时已经将所有的输入信号按优先顺序排了队，当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。

第一行：$\overline{ST}$ST选通输入端无效，即高电平时，整个芯片无法进行正常编码，所有输出都被封锁在高电平。
第二行：$\overline{Y_s}$Ys​​为0，整个芯片处于待编码状态

紫色框中是正常工作的编码，优先级：7>6>5>…(当$\overline{IN_7}$IN7​​为0时，其它任意，即只有7决定)

若不考虑附加电路$\overline{ST}、Y_S、\overline{Y}_{ES}$ST、YS​、YES​，则电路输出方程为：

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小结：

• $\overline{ST}$ST为使能输入端，低电平有效。
• $Y_S$YS​为使能输出端，通常接至高位芯片的$\overline{ST}$ST端，和$\overline{ST}$ST配合可以实现多级编码器之间的优先级别控制。
• $\overline{Y}_{EX}$YEX​为扩展输出端，是控制标志。$\overline{Y}_{EX}=0$YEX​=0表示是编码输出；$\overline{Y}_{EX}=1$YEX​=1表示不是编码输出。
  

A.c MSI编码器芯片举例及应用举例

<1>集成二进制编码器
对于二进制编码器，又有普通编码器（单输入有效）和优先编码器（允许多输入有效）之分。

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<2>集成二-十进制编码器
与二进制编码器类似，二-十进制编码器也有普通编码器和优先编码器之分。
二-十进制编码器是把十进制的10个状态编程10个BCD代码，不同BCD代码（如8421码，2421码，余3码等），对应于不同的编码方案，同时也就对应于不同的二-十进制编码器。
目前，常用的二-十进制编码器有74LS147-8421BCD优先编码器。

<3>集成编码器的扩展应用
由于集成电路受电路芯片面积和外部封装大小的限制，其管脚数目通常是有限的，为适应实际应用的需求，如当编码输入信号过多时，就必须对芯片进行扩展，以获得大容量的编码器。

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图片来源：《数字电子技术基础》 国防科技大学