數(shù)字電路中顯示譯碼器設計的分析與研究

3．3 根據(jù)顯示方式確定變量狀態(tài)
確定了設計顯示譯碼器的輸入、輸出變量，要準確地設計出真值表，還必須明確每個變量的狀態(tài)和譯碼還原的對應關(guān)系，這決定著設計的全過程。
對于輸入變量可以把n位二進制代碼組合值按遞增或遞減的順序與輸出結(jié)果N一一對應設計，如表1，表2所示。
如果輸入符合二進制的特點，只要將所有代碼組合與輸出確定出對應關(guān)系即可，若不符合二進制對應關(guān)系，就要將多余的輸入組合進行約束，確保功能的實現(xiàn)。如：設計顯示字母E，L，H，F(xiàn)的譯碼器，其輸入的兩位二進制代碼有四種組合，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)對應譯碼還原即可，如表1所示。而設計顯示數(shù)字5，4，3，2，1，輸入是三位二進制代碼，其組合分別是000，001，010，011，100，101，110，111，而輸出結(jié)果顯示只用五個組合，究竟選用哪五個組合，則由設計者自行確定，是選用前五個還是后五個，或選用二進制代碼組合值與十進制數(shù)值相一致的五個組合，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；如果設計輸出低電平有效，就應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)和譯碼還原的對應關(guān)系，完全由設計者根據(jù)習慣和顯示器的工作方式而定，這就為設計者提供了靈活、自主、創(chuàng)新設計和制作的平臺及條件。

4 顯示譯碼器的設計案例
4．1 設計一個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計任務。按照設計步驟及上述分析，首先確定該設計電路有兩個輸入變量A，B，輸入四個組合與輸出四個顯示字母相對應，五個輸出變量，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的真值表，如表1所示。然后利用卡諾圖化簡得出表達式。從真值表中可知，這個設計電路輸入采用的是正邏輯，輸出是負邏輯，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)表達式畫出邏輯圖，這與其他設計相同，就不再贅述。

4．2 設計一個用共陰極七段數(shù)碼管顯示數(shù)字5，4，3，2，1的顯示譯碼器
在這個設計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，輸入輸出不滿足2n=N，輸入組合就有一些為多余，需要選擇和設定，這給設計者提供了極大的靈活性和創(chuàng)新性。
依據(jù)本文所述設計顯示譯碼器的技巧及其設定，這個顯示譯碼器有三個輸入A，B，C，七個輸出Ya，Yb，Yc，Yd，Ye，Yf，Yg，其真值表如表2所示，表中多余項輸出不顯示，或把它們作為功能擴展控制端(讀者自行研究)。隨后卡諾圖化簡要注意約束項的處理，畫邏輯圖也不再贅述。
特別強調(diào)，當顯示譯碼器設計完成，通過仿真確認能夠?qū)崿F(xiàn)其功能要求，與顯示器實際連接時，一定要根據(jù)顯示器的種類、功率等技術(shù)指標選擇合適的驅(qū)動器作為橋梁和紐帶，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)領域應用越來越廣泛，準確并靈活掌握其設計方法，為綜合運用EDA技術(shù)、單片機技術(shù)、嵌入式技術(shù)，開發(fā)新的電子產(chǎn)品奠定了扎實的理論基礎，為培養(yǎng)提升創(chuàng)新設計能力提供了有效的參考和鋪墊。