王詠寧　惠寶鋒

摘 要：為了提高譯碼器的應(yīng)用范圍，采用級(jí)聯(lián)方式可以對(duì)譯碼器進(jìn)行靈活的位擴(kuò)展，并以LabVIEW軟件為主要開發(fā)工具，對(duì)譯碼器功能進(jìn)行仿真，可以方便的進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、擴(kuò)展及驗(yàn)證，大大提高了設(shè)計(jì)效率、降低成本、并為教學(xué)及實(shí)驗(yàn)提供了一種新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：譯碼器；級(jí)聯(lián)擴(kuò)展；LabVIEW；仿真

中圖分類號(hào)：TP39-9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：In order to improve the application range of the decoder，a cascade method can be used to extend the decoder.And using LabVIEW software as the main development tool，simulation of the function of the decoder，virtual design can be easily carried out，extension and verification，improve the design efficiency greatly，reduce cost.And for the teaching and the experiment provides a new thought and method.

Keywords：decoder；cascade and extension；LabVIEW；simulation

1 引言（Introduction）

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常常需要將不同的地址信號(hào)通過(guò)一定的控制電路轉(zhuǎn)換為對(duì)某一芯片的片選信號(hào)，這個(gè)控制電路稱為譯碼電路，它所對(duì)應(yīng)的邏輯部件就稱為譯碼器[1]。譯碼器是數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用中最常用的組合邏輯器件，在存儲(chǔ)器、I/O端口、數(shù)據(jù)分配器、函數(shù)發(fā)生器等應(yīng)用中都有使用，隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，單片譯碼器已無(wú)法滿足多位數(shù)據(jù)信號(hào)的譯碼需求[2]，采用級(jí)聯(lián)方式可以有效擴(kuò)展譯碼器的數(shù)據(jù)輸入位數(shù)，從而擴(kuò)大譯碼器的使用范圍，利用LabVIEW虛擬儀器軟件可高效直觀仿真設(shè)計(jì)譯碼器的擴(kuò)展效果，為譯碼器及其擴(kuò)展提供了良好的學(xué)習(xí)及驗(yàn)證平臺(tái)。

2 譯碼器的擴(kuò)展（The expansion of the decoder）

譯碼器種類很多，這里僅以常用的74Ls138譯碼器為例，74Ls138是帶有擴(kuò)展功能的集成3線—8線譯碼器，圖1為74Ls138譯碼器的引腳功能圖，S1、S2、S3為譯碼器的三個(gè)使能輸入端，當(dāng)S1=1，S2=S3=0時(shí)，譯碼器允許工作（Enable），否則禁止（Disable），A1、A2、A3為譯碼器的三條輸入線，不同的輸入組合決定了輸出端Y0—Y7的狀態(tài)，其中只一個(gè)輸出有效，其功能表如圖2所示。

采用單片74Ls138只有三個(gè)輸入端，實(shí)際使用中需要將多出的高位輸入信號(hào)通過(guò)一定的邏輯門電路生成所需的使能信號(hào)，這使得電路設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，利用74Ls138的輸入端和使能信號(hào)，采用級(jí)聯(lián)方式，可以對(duì)譯碼器進(jìn)行簡(jiǎn)捷靈活的位擴(kuò)展。圖3為兩片74Ls138擴(kuò)展為4線—16線的原理圖，第四個(gè)輸入信號(hào)D3分別接到1#S2S3和2#S1，當(dāng)D3=0時(shí)1#片有效，D3=1時(shí)2#有效，將1#和2#74Ls138的輸入端A0A1A2并聯(lián)起來(lái)，分別接D0D1D2三個(gè)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)片內(nèi)譯碼，同理采用多片74Ls138可以擴(kuò)展出更多位的譯碼器來(lái)，從而有效的擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。

3 譯碼器及其擴(kuò)展的仿真實(shí)現(xiàn)（Decoder of extended and simulation）

LabVIEW是基于虛擬儀器技術(shù)的圖形化應(yīng)用開發(fā)軟件[3]，在儀器控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析、設(shè)計(jì)仿真、電子信息技術(shù)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，利用LabVIEW可形象生動(dòng)的模擬仿真出譯碼器的功能，不需要真實(shí)的硬件環(huán)境，便于初學(xué)者學(xué)習(xí)和驗(yàn)證結(jié)果。

3.1 單片74Ls138的仿真設(shè)計(jì)

程序框圖如圖4所示。S1、S2、S3由三個(gè)布爾控件輸入并經(jīng)邏輯運(yùn)算后接到74Ls138的條件框中控制其工作，輸入端A0、A1、A2由三個(gè)布爾控件輸入不同的值，按其特性方程經(jīng)邏輯或門就可得到相應(yīng)的輸出信號(hào)。如圖5所示為74Ls138輸出前面板，圖中S1=1、S2=S3=0，74Ls138正常工作，當(dāng)輸出A2A1A0=011時(shí)，Y3輸出有效。

3.2 多片74Ls138的擴(kuò)展仿真

將單片74Ls138的程序保存為子VI，在擴(kuò)展時(shí)可直接調(diào)用子VI來(lái)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。圖6是1片主74Ls138，5片從74Ls138采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)方式擴(kuò)展為6線-40線的仿真程序框圖，輸入信號(hào)A0—A5中，低三位A0A1A2接從片A0A1A2，高三位A3A4A5接主片A0A1A2來(lái)生成選片信號(hào)，主片的每個(gè)輸出Y0—Y7都可作為選片信號(hào)連接到一個(gè)從片的使能控制端，兩級(jí)最多可接8個(gè)從片，擴(kuò)展成6線—64線的譯碼器。圖7為6片級(jí)聯(lián)擴(kuò)展為6線—40線譯碼器的仿真前面板，當(dāng)S1=1、S2=S3=0時(shí)，輸入A5A4A3A2A1A0=010111時(shí)得到輸出Y23有效。

按級(jí)聯(lián)方式可以對(duì)譯碼器進(jìn)行無(wú)限的位擴(kuò)展，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展后的譯碼器有了更大的應(yīng)用范圍，而利用LabVIEW仿真設(shè)計(jì)可以讓用戶把主要精力投入到電路的邏輯設(shè)計(jì)上[4]，不受硬件環(huán)境的限制，通過(guò)仿真運(yùn)行隨時(shí)驗(yàn)證結(jié)果、提高了設(shè)計(jì)效率、減少了設(shè)計(jì)成本。這種方法還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他芯片的仿真，將各個(gè)芯片的仿真程序都可建成一個(gè)子VI，通過(guò)LabVIEW的接口、數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、回放等功能，仿真出各種復(fù)雜的工程應(yīng)用，也為虛擬實(shí)驗(yàn)室提供了有效的方法[5]。

4 結(jié)論（Conclusion）

采用級(jí)聯(lián)方式可以有效擴(kuò)展譯碼器的位數(shù)，從而擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，利用LabVIEW對(duì)譯碼器進(jìn)行仿真，并進(jìn)行擴(kuò)展仿真可以有效提高設(shè)計(jì)效率，減小工作量和成本，并及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，可進(jìn)一步應(yīng)用到教學(xué)及實(shí)驗(yàn)中，為教學(xué)及仿真實(shí)驗(yàn)提供了平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 馮博琴，吳寧.微機(jī)計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

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[3] 鄭對(duì)元.精通LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4] 蔣漪漣.基于LabVIEW電子信息類實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（16）：152-154.

[5] 黃淑玲.計(jì)算機(jī)接口技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2009，301（2）：180-182.

作者簡(jiǎn)介：

王詠寧（1971-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：虛擬儀器及應(yīng)用.

惠寶鋒（1977-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：信息系統(tǒng)及軟件開發(fā).