嵌入式硬件入门:使用74HC138译码器实现8选1

74HC138是常用的数字芯片,是一种3入8出译码器

文章目录

  • 74HC138简介
  • 74HC138功能
  • 74HC138管脚定义及说明
  • 74HC138真值表
  • 74HC138应用举例
  • 74HC138内部构造
  • 74HC138简介

    74HC138是一款高速CMOS器件,74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列。74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入(A0, A1和A2),并当使能时,提供8个互斥的低有效输出(Y0至Y7)。

    74HC138是一种译码器,译码是编码的逆过程,在编码时,每一种二进制代码,都赋予了特定的含义,即都表示了一个确定的信号或者对象。把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码,实现译码操作的电路称为译码器。

    74HC138的编码是000-111(八种),它们分别代表一种信号,要实现这些编码,只需要3根输入信号线;而74HC138这些编码所代表的含义,就是在8个输出中引脚中选出一个特殊的引脚,使其电平与其他7个不同,比如输出为01111111是输入为000的译码。所以,编码(被编的码)指的是有顺序规律,但没特殊含义的一种码;而译码(被译的码)指的是真正起作用的码。打个比方,ASCII码是一种编码,它的范围是0-127,光看这些码,我们无法得到任何有用的信息,但是,对他们进行译码后所得到的数据,我们就能轻易认出,比如ASCII编码97对应字符a,’a’就是译码。
    译码的例子还有很多,比如学号的译码就是学生身份信息,身份证的译码就是个人的信息等等。

    74HC138功能

    74HC138的功能在上一节已经提到,即将3位二进制(A0,A1和A2),译码成8种输出状态,并且一共有8个输出I/O,这8位输出的特点是:互斥(同时只有一位有效)、低有效(低电平表示有效,表示选中)。简单来说74HC138实现了用3根线选择8根线(8选1)的功能

    74HC138管脚定义及说明

    1. 管脚定义
      管脚主要分为:输入(A0、A1和A2)、输出(Y0-Y7)、使能(E1-E3)、电源(VDD)和(GND)。

    2. 管脚说明
      下表是74HC138所有管脚的功能说明

    3. 逻辑图
      74HC138的逻辑图可以形象地展示其逻辑功能,只有当E1=0,E2=0,E3=1时,芯片才能被使能,不然芯片不会有任何有效输出。

    74HC138真值表

    真值表是在逻辑中使用的一类数学表,用来确定一个表达式是否为真或有效。
    H代表高电平,L代表低电平,X代表随机电平(可高可低)

    第4行为例,当芯片处于使能状态(E1=L,E2=L,E3=H)时,A0-A2全为L,此时Y0被选中,输出L(低电平为有效电平),而其他输出管脚都为H。

    74HC138应用举例

    1. 简单应用——实现跑马灯
      请添加图片描述

    2. 实现数码管片选
      请添加图片描述

    74HC138内部构造

    数电(数字电子技术)基础的同学,可能还会对74HC138芯片的内部构造比较感兴趣。

    芯片中包含的逻辑门包括:

    1. 非门
      将输入的信号取反后输出,输入0则输出1,输入1则输出0。

    2. 非与门
      先将两个输入信号取反(功能和非门相同),然后再将取反后的信号相与,1与1为1,0与任何数都为0。

    3. 与非门
      相与,再取反

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