數(shù)字電路中顯示譯碼器設(shè)計(jì)的分析與研究

3．3 根據(jù)顯示方式確定變量狀態(tài)
確定了設(shè)計(jì)顯示譯碼器的輸入、輸出變量，要準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出真值表，還必須明確每個(gè)變量的狀態(tài)和譯碼還原的對應(yīng)關(guān)系，這決定著設(shè)計(jì)的全過程。
對于輸入變量可以把n位二進(jìn)制代碼組合值按遞增或遞減的順序與輸出結(jié)果N一一對應(yīng)設(shè)計(jì)，如表1，表2所示。
如果輸入符合二進(jìn)制的特點(diǎn)，只要將所有代碼組合與輸出確定出對應(yīng)關(guān)系即可，若不符合二進(jìn)制對應(yīng)關(guān)系，就要將多余的輸入組合進(jìn)行約束，確保功能的實(shí)現(xiàn)。如：設(shè)計(jì)顯示字母E，L，H，F(xiàn)的譯碼器，其輸入的兩位二進(jìn)制代碼有四種組合，分別是00，01，10，11，讓其與輸出顯示結(jié)果E，L，H，F(xiàn)一一順序(或逆序)對應(yīng)譯碼還原即可，如表1所示。而設(shè)計(jì)顯示數(shù)字5，4，3，2，1，輸入是三位二進(jìn)制代碼，其組合分別是000，001，010，011，100，101，110，111，而輸出結(jié)果顯示只用五個(gè)組合，究竟選用哪五個(gè)組合，則由設(shè)計(jì)者自行確定，是選用前五個(gè)還是后五個(gè)，或選用二進(jìn)制代碼組合值與十進(jìn)制數(shù)值相一致的五個(gè)組合，如表2所示。
對于輸出變量是高電平還是低電平有效，主要取決于采用的顯示器是共陰極還是共陽極。如果輸出選用共陰極顯示器，輸出就是高電平有效；如果設(shè)計(jì)輸出低電平有效，就應(yīng)該選用共陽極顯示器。
由此可見，對于輸入、輸出變量的狀態(tài)和譯碼還原的對應(yīng)關(guān)系，完全由設(shè)計(jì)者根據(jù)習(xí)慣和顯示器的工作方式而定，這就為設(shè)計(jì)者提供了靈活、自主、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作的平臺(tái)及條件。

4 顯示譯碼器的設(shè)計(jì)案例
4．1 設(shè)計(jì)一個(gè)用五筆劃顯示器顯示字母E，L，H，F(xiàn)的顯示譯碼器
這是一個(gè)指定了顯示形式(五筆劃如圖2所示)，并未限定其工作方式是共陰極還是共陽極的設(shè)計(jì)任務(wù)。按照設(shè)計(jì)步驟及上述分析，首先確定該設(shè)計(jì)電路有兩個(gè)輸入變量A，B，輸入四個(gè)組合與輸出四個(gè)顯示字母相對應(yīng)，五個(gè)輸出變量，選共陽極顯示器，故輸出低電平有效。其次按功能要求列出相應(yīng)的真值表，如表1所示。然后利用卡諾圖化簡得出表達(dá)式。從真值表中可知，這個(gè)設(shè)計(jì)電路輸入采用的是正邏輯，輸出是負(fù)邏輯，因此卡諾圖化簡得到的輸出是反變量，如圖4所示，其余輸出化簡相同。最后根據(jù)表達(dá)式畫出邏輯圖，這與其他設(shè)計(jì)相同，就不再贅述。

4．2 設(shè)計(jì)一個(gè)用共陰極七段數(shù)碼管顯示數(shù)字5，4，3，2，1的顯示譯碼器
在這個(gè)設(shè)計(jì)中不僅限定了顯示器的形式是七段數(shù)碼顯示管(如圖3所示)，而且顯示器的工作方式是共陰極，即輸出是高電平有效。同時(shí)，輸入輸出不滿足2n=N，輸入組合就有一些為多余，需要選擇和設(shè)定，這給設(shè)計(jì)者提供了極大的靈活性和創(chuàng)新性。
依據(jù)本文所述設(shè)計(jì)顯示譯碼器的技巧及其設(shè)定，這個(gè)顯示譯碼器有三個(gè)輸入A，B，C，七個(gè)輸出Ya，Yb，Yc，Yd，Ye，Yf，Yg，其真值表如表2所示，表中多余項(xiàng)輸出不顯示，或把它們作為功能擴(kuò)展控制端(讀者自行研究)。隨后卡諾圖化簡要注意約束項(xiàng)的處理，畫邏輯圖也不再贅述。
特別強(qiáng)調(diào)，當(dāng)顯示譯碼器設(shè)計(jì)完成，通過仿真確認(rèn)能夠?qū)崿F(xiàn)其功能要求，與顯示器實(shí)際連接時(shí)，一定要根據(jù)顯示器的種類、功率等技術(shù)指標(biāo)選擇合適的驅(qū)動(dòng)器作為橋梁和紐帶，來確保顯示器正常工作。

5 結(jié)語
顯示譯碼器在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，準(zhǔn)確并靈活掌握其設(shè)計(jì)方法，為綜合運(yùn)用EDA技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)，開發(fā)新的電子產(chǎn)品奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，為培養(yǎng)提升創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力提供了有效的參考和鋪墊。