译码器基础

译码器

初次接触译码器的童鞋可能会问，译码器是什么？

首先，我们需要明确，电脑和人类沟通，需要转换。因为人类对于抽象语言比较擅长，而当前的计算机本质上只能识别0、1二进制串。因此，人类所表达的知识要被电脑接受，需要将其转换编码成二进制数，这一过程可以理解为编码；而人类要理解计算机给我们计算的结果，则需要将结果解释成我们能理解的对象（如七段显示译码器中显示的数据），这一个过程，其实就是译码。

另外，译码器不是客观存在的，是根据我们人类的意志制造的，也就是说译码器长什么样子是由人类决定的。我们现在常见的2-4译码器、3-8译码器等是硬件工程师和研发人员积累多年的经验，抽象出的常用MSI基本元件，为硬件工程师进行电路设计提供基本功能单元。（有点类似于我们学习C语言时，C语言的标准函数库）

常见的译码器包括2-4译码器、3-8译码器，这些都是典型的译码器，常见的2-4译码器，其真值表、逻辑电路功能如下图所示： 

2-4译码器的真值表中的功能是人类规定的，更直接点说，是一帮搞硬件研发的人规定，根据这个规定，可以直接写出：

Y_i = EN * m_i

常见的2-4译码器74LS139如下图所示： 

74LS139片上有两个2-4译码器，每个译码器上有一个低有效的使能端，四个输出均为低有效。

在简单介绍2-4译码器之后，那么问题来了，如何利用74LS139做一个4-16译码器？显然，4-16译码器对应的功能应该是有4个高有效数据输入端（不包括使能端），16个低有效的输出端，从输出的角度，我们至少需要两个74LS139，那具体怎么做呢？首先，我们给输出进行编号，如下图所示： 

在图中，我们对输出端进行了编号。我们希望第一个2-4译码器（从上向下看）的输出对应/Y₀~/Y₃，第二个译码器的输出对应/Y₄~/Y₇，第三个译码器对应/Y₈~/Y₁₁，第四个译码器对应/Y₁₂~/Y₁₅。

接下来该如何处理呢？显然，对于每一个2-4译码器，只有两位输入，另外还有两个输入可以控制选择哪一个2-4译码器。假设我们的4-16译码器的输入是I₃I₂I₁I₀，其中低两位I₁I₀直接接每个2-4译码器的A、B端，则我们可以控制高两位I₃I₂的取值，如果我们选择： 

* I₃I₂ ＝ 00，取第一个2-4译码器，则I₃I₂I₁I₀的取值范围为［0000，0011］，I₃I₂I₁I₀对应的最小项为m₀,m₁,m₂,m₃，其输出对应/Y₀~/Y₃

• I₃I₂ ＝ 01，取第二个2-4译码器，则I₃I₂I₁I₀的取值范围为［0100，0111］，I₃I₂I₁I₀对应的最小项为m₄,m₅,m₆,m₇，其输出对应/Y₄~/Y₇

• I₃I₂ ＝ 10，取第三个2-4译码器，则I₃I₂I₁I₀的取值范围为［1000，1011］，I₃I₂I₁I₀对应的最小项为m₈,m₉,m₁₀,m₁₁，其输出对应/Y₈~/Y₁₁

• I₃I₂ ＝ 11，取第四个2-4译码器，则I₃I₂I₁I₀的取值范围为［1100，1111］，I₃I₂I₁I₀对应的最小项为m₁₂,m₁₃,m₁₄,m₁₅，其输出对应/Y₁₂~/Y₁₅

（上面这个结果，大家如果不怕麻烦，也可以画出4-16译码器的真值表看）

到这一步，基本上与预想的差不多了，剩下的是实现如何根据高两位来在4个译码器中选择合适的2-4译码器。显然，这又需要一个2-4译码器来实现，因此，最终的4-16译码器如下图所示：

根据这个图，大家可以顺便进行验证，并对这个过程进行总结，包括：思路、一般步骤、低位共享时高位如何控制等等。

童鞋们如有问题，可以直接在博客上提问，或者我写的地方有错，烦请各位批评指正，谢谢！

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