摘要:编码器是组合逻辑电路一个重要组成部分,对编码器的正确理解对后续解码器电路认识起到至关重要的作用。教材一般对编码器教学顺序的编排是:编码器电路——输出函数表达式——真值表,实践证明,按这种方法教学,其效果并不理想,学生难以理解接受。本人探索一种逆式教学方法,即真值表——输出函数表达式——编码器电路,学生一直反映良好,现提出该方法,供教师和同行们探讨。
　　关键词:编码器;表达式;真值表
　　中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0139-02
　　一、编码定义
　　编码和译码问题在日常生活中经常遇到。例如,你买一台手机,移动公司给你的移动电话设定一个号码,这个过程称为编码。显然,这个特定的号码与你姓名是等同的,任何人拨这个特定的号码,都能找到你,这个过程称为译码。
　　定义:用数字或符号表示特定对象的过程,叫编码。实现编码的电路叫编码器。具体在数字电路中,通常是用一个二进制数字表示特定含义的信息,该过程我们称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。
　　一位二进制数有2个码,可以表征两个对象,n位二进制数则可以表征2n个对象。一般的,若有N个对象,需要n位二进制数,则有:2n≥N。
　　二、编码器真值表
　　我们假设有8个对象,分别用I0、I1、…I7表示,共需3位(23=8)二进制数表征,其每位用Y0、Y1、Y2表示。设定每次仅对一个对象进行编码,且对象被选中时,其值为1,否则位0.于是,对该8个对象进行编码如表1所示。
　　这个表里关键是要理解所处理的对象(I0、I1、…I7)与编码(Y0、Y1、Y2的值)之间的一一对应关系,并将其按顺序编码。例如表1中的第6行,仅I3为1,其余均为0,表示目前仅对对象I3进行编码,且对象I3依顺序排列为4,故其编码为011.(注意对象I0编码为000)。所以,011即为I3,I3即为011,对象与码值有一一对应关系。其余对象依此同理,从而完成编码过程。
　　三、逻辑表达式
　　教学的第二步,要能正确分析真值表。
　　从真值表表1右端第一列我们发现,Y2共有4个时段值为1,即对象I4、I5、I6、I7任一个被选中时,其值为1,是逻辑或的关系。据此,可以写出Y2的逻辑表达式:
　　四、逻辑电路图
　　考虑到或门芯片生产比较少的缘故,故将式子(1)、(2)、(3)改写成:
　　据式子(4)、(5)、(6)可绘出其逻辑电路图1,如图所示:至此,便实现了编码电路的完成。
　　上面讨论的编码器还存在一个问题:当对某个特定对象编码时,如果其他的对象也出现了输入为“1”,比如当I4、I5均为“1”时,此时编码的对象就不是唯一的了,上面电路就不能完成这种情况的编码。
　　五、优先编码器
　　为了避免这种现象的发生,实际的集成电路是设计成优先编器。
　　优先编码器——允许同时输入两个以上的编码信号,编码器给所有的输入信号规定了优先顺序,当多个输入信号同时出现时,只对其中优先级最高的一个进行编码。
　　需编码的8个输入信号I0、I0、……I7允许有多个同时输入,但电路只对优先级别最高的进行编码(优先级别可自行设定)。
　　在编码器中,设I7级别最高、I6次之、I5再次之……、I0最低。其编码真值表(表2)、逻辑式为:
　　图中, ~ 代表8位的输入, ~ 代表3位输出。输入输出均为低电平有效,即 ~ 或 ~ 为“0”时,表示有输入或输出信号。为了扩展功能,增加了使能输入端 (允许该芯片输入信号)、优先标志输出端 ( 有效时,表示该芯片行使优先编码功能)和输出使能端EO(当EO有效时,该芯片输出功能有效)。
　　由真值表可以看出优先顺序: 为最高优先,因为只要 =0,不管其他输入端是0还是1,输出总对应着 的编码。优先从IN7起,依次为 ~ ,最低优先是 。该电路的功能为:当 为低电平时允许编码器工作,且当 也有效时,方输出才有效。若输入端有多个为低电平,则只对其最高位编码,在输出端输出对应自然三位二进制代码的反码,比如 有效时,6的自然码为110,其反码为001,故 ~ 分别输出001此时,使能输出端EO为高电平,优先标志端 为低电平;而当 为高电平时,电路禁止编码工作。
　　参考文献:
　　[1]《电子技术基础》中国劳动社会保障出版社(第四版)