显示译码器设计的步骤、技巧及案例分析
显示译码器是数字电子技术中组合逻辑电路的重要器件,尤其在信息技术数字化的今天,其应用越来越广泛,但在电子设计制作竞赛活动中,学生在设计抢答器、记分器、记时器等电子产品时,常常对如何准确设计出符合功能要求的显示译码器感到困惑,本文对此问题进行了深入的分析与研究。
显示译码器的基本特性
显示译码器的输入变量数量取决于其输出结果的多少,即输出结果个数N与输入变量位数n之间满足N=2n或2n-1的关系。
设计显示译码器的关键步骤
- 确定输入变量:根据功能需求,确定所需的输入变量。
- 根据显示形式确定输出变量:输出变量的数量由所选显示器的形式决定,无论是文字、符号、数码,还是分段、重叠、点阵显示器,其输出变量的个数由显示器的特性决定。
- 根据显示方式确定变量状态:明确每个变量的状态和译码还原的对应关系,这决定着设计的全过程。
设计案例
- 设计一个用五笔划显示器显示字母E,L,H,F的显示译码器,在这个设计中,有两个输入变量与四个显示字母相对应,五个输出变量,选共阳极显示器,故输出低电平有效,按照设计步骤和上述分析,首先列出真值表,然后利用卡诺图化简得出表达式,最后根据表达式画出逻辑图。
- 设计一个用共阴极七段数码管显示数字5,4,3,2,1的显示译码器,这个设计不仅限定了显示器的形式是七段数码显示管,而且限定显示器的工作方式是共阴极,即输出是高电平有效,依据设计技巧及其设定,这个显示译码器有三个输入变量和七个输出变量,真值表的建立以及卡诺图化简都要注意约束项的处理。
显示译码器在数字电子技术领域的应用越来越广泛,掌握其设计方法对于综合运用EDA技术、单片机技术、嵌入式技术开发新的电子产品具有重要意义,这也为培养提升创新设计能力提供了有效的参考和铺垫。
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