安防之家讯： 显示译码器是数字电子技术组合逻辑电路中一个很重要的器件，在数字电子技术应用中不可缺少，特别是在信息技术数字化的今天，其应用越来越广泛，但在组织开展科技创新和电子设计制作竞赛活动中，学生在设计制作抢答器、记分器、记时器等电子产品时，总是对如何准确设计出符合功能要求的显示译码器胸中无数，因此，小编讲分享与一个显示器电路图对此问题进行了分析与研究。
显示译码器是属于数字电子技术中的组合逻辑电路，所以在设计时，同样应该遵循组合逻辑电路的设计方法，共有四个步骤：一是根据功能要求确定所设计电路输入、输出变量及其状态的含义;二是根据功能的要求列出真值表;三是用卡诺图化简，得出输入、输出变量的逻辑表达式;四是根据逻辑表达式画出逻辑图。
从以往的教学实践、技能竞赛以及课余活动中发现，在组合逻辑电路设计的四个步骤中，对于每种类型电路设计难点是不一样的。譬如，在设计输入、输出变量符合二进制关系的组合逻辑电路时，最关键的是第二步根据功能要求列出真值表;而在设计具有非二进制特征的组合逻辑电路时，重点是要把握住第三步具有约束项的卡诺图化简;当设计要求用指定元器件实现组合逻辑电路时，其设计难点是第四步，必须把化简出的逻辑表达式按设计要求转换为能用指定元器件实现的功能关系，再画出逻辑图;那么在设计显示译码器时，最容易混淆和理不清的就是设计过程中的第一步。
按照组合逻辑电路设计的方法，针对显示译码器的特点，结合设计实践中存在的突出问题，对显示译码器设计过程中的第一步进行了分析与研究，得出了如何准确地确定所设计电路输入、输出变量的技巧和方法。首先要了解显示译码器在数字电路中的作用，确认其在显示电路中的功能关系，如图1所示，从图中得知数字显示电路是由显示译码器、显示驱动器和结果显示器几部分组成。显示译码器就是将数字电路中经过监测、控制、传输后的二进制代码，进行译码还原成相应的文字、数字、符号等信息，并以不同的形式显示出来;显示驱动器是确保结果显示器正常工作的电路，根据结果显示器的材料、功率、电路的不同，采用限流电阻驱动、达林顿驱动、继电器驱动等多种方式;显示器显示的内容、方式等种类很多，最常见的定型产品是七段数码显示管。所以设计显示译码器时要兼顾译码器、驱动器、显示器三部分考虑。
根据显示结果确定输入变量
显示译码器设计的重点、难点都是确定输入、输出变量及其个数。通过实践得知显示译码器输入变量要根据显示译码器输出结果的个数来确定。也就是说，无论显示译码器选用何种形式(文字、数字、符号)、何种方式(共阴极还是共阳极)的显示器，也不论其显示什么样的内容，只要它显示结果的个数相同(这两者都是要显示4个数字)，那么所设计译码器输入变量就一样，即输出结果N=4，4=22=2n，所以输入变量为n=2。如果要设计一个显示字母“E，L，H，F”的译码器，显然要输出显示的结果有4个，即N=4=22=2n，那么输入变量也是n=2。如果输出显示结果与输入之间不满足N=2n，如有一个电视节目“星光大道”每一关都能听到主持人说倒数五个数出结果，如果在观众齐声说5、4、3、2、1的同时，加上电子显示岂不更加科学、直观，因为输出结果有五个，N=5≠2n，在这个关系中输出变量N与输入变量n之间不满足N=2n，则具有非二进制的特点，按照组合逻辑电路输入、输出的对应关系，这个显示译码器输出结果N与输入变量n之间应该满足2n-1。从上述分析得出，显示译码器输入变量的多少，取决于输出结果的多少，即输出结果的个数N与输入变量的位数n之间满足N=2n或2n-1
根据显示形式确定输出变量
设计显示译码器在确定了输入变量后，就要根据功能要求设计输出变量。究竟需要几个输出变量呢? 经过反复研究得出其输出变量是由所选择显示器的种类来确定。比如要设计一个显示数字5，4，3，2，1，一个显示字母E，L，H，F的显示译码器，虽然两个显示结果的内容和个数都不相同，但是如果两种电路都选用七段数码管，那么两种译码电路输出变量的个数都是7个。如果显示字母E，L，H，F的电路，选择五笔划的显示器，那么它的输出变量就只有5个。
可见显示译码器输出变量的个数，只取决于所选显示器的形式，至于是文字、符号、数码，还是分段、重叠、点阵显示器就是设计者要确定的，如果选分段显示E，L，H，F，那么译码器输出变量的个数就是显示器的分段数，而与输出显示的内容，以及显示结果的多少无关。
根据显示方式确定变量状态
确定了设计显示译码器的输入、输出变量，要准确地设计出真值表，还必须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。对于输入变量可以把n位二进制代码组合值按递增或递减的顺序与输出结果N一一对应设计，如表1，表2所示。如果输入符合二进制的特点，只要将所有代码组合与输出确定出对应关系即可，若不符合二进制对应关系，就要将多余的输入组合进行约束，确保功能的实现。如：设计显示字母E，L，H，F的译码器，其输入的两位二进制代码有四种组合，分别是00，01，10，11，让其与输出显示结果E，L，H，F一一顺序(或逆序)对应译码还原即可，如表1所示。而设计显示数字5，4，3，2，1，输入是三位二进制代码，其组合分别是000，001，010，011，100，101，110，111，而输出结果显示只用五个组合，究竟选用哪五个组合，则由设计者自行确定，是选用前五个还是后五个，或选用二进制代码组合值与十进制数值相一致的五个组合，如表2所示。
对于输出变量是高电平还是低电平有效，主要取决于采用的显示器是共阴极还是共阳极。如果输出选用共阴极显示器，输出就是高电平有效;如果设计输出低电平有效，就应该选用共阳极显示器。由此显示器电路图可见，对于输入、输出变量的状态和译码还原的对应关系，完全由设计者根据习惯和显示器的工作方式而定，这就为设计者提供了灵活、自主、创新设计和制作的平台及条件。
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