74HC138是数字电路里最常用的译码器芯片之一，几乎每个用过它的人都对它的三个使能脚和八个输出脚印象深刻。它的应用场景特别广：单片机扩展IO口的时候用来做片选，存储器扩展的时候用来选地址段，LED显示驱动里用来扫描位选，继电器控制里用来选通某一路。今天把138译码器从原理到电路都讲清楚，新手也能一次看懂。

先说它是什么。74HC138是一个3-8线译码器，意思是它有3个二进制输入脚（A、B、C）和8个输出脚（Y0到Y7）。3个输入脚组合起来有8种状态（000到111），每种状态对应一个输出脚被选中（拉低），其他输出脚保持高电平。这里要特别注意：138是低电平有效输出，被选中的那个输出脚是低电平，没选中的都是高电平。这跟很多其他译码器（比如74HC238）相反，接线的时候别搞错了，把高电平有效的芯片和138的输出直接接会出问题。

再说说三个使能端G1、G2A、G2B（有的 datasheet 上叫 E1、E2、E3，是一回事）。这三个使能端是138的关键设计，不是全选的话译码器就不工作，所有输出都处于高电平的无效状态。使能条件是：G1必须等于1（高电平有效），G2A和G2B必须都等于0（低电平有效），三个条件同时满足，译码器才正常工作。这个设计非常巧妙，三个使能端可以用来做更高一级的地址译码，比如用另一个138的输出去控制这个138的G1脚，就能把3-8扩展成6-64线的译码器，实际设计中经常这么玩。

138的工作逻辑可以用真值表来描述。输入CBA从000（十进制0）到111（十进制7）变化时，对应的Y0到Y7依次被选中拉低：CBA=000时Y0=0，其他Y=1；CBA=001时Y1=0，其他Y=1；依此类推，CBA=111时Y7=0，其他Y=1。这里注意优先级是C为最高位、A为最低位，所以数值上等于二进制CBA对应的十进制数。举个具体例子：C=1、B=0、A=1就是十进制的5，所以选中Y5。如果三个使能条件不满足（比如G1=0），那不管CBA输入是什么，所有输出都保持高电平。

第一个典型应用是数码管动态扫描。8位LED数码管的位选需要8个引脚，如果直接用单片机GPIO控制要浪费8个口线。用138的话，单片机只需要3个IO脚（分别接A、B、C三个输入），再加一个IO脚控制使能端（比如接G1），总共4个脚就能驱动8位数码管位选，省了一半多的IO资源。扫描的时候依次让CBA从000变到111，每个状态保持1到5毫秒，配合段选驱动给对应位点亮需要的笔画，利用人眼的视觉暂留效应，8位数字就能稳定显示出来，一点闪烁都看不出来。

第二个常见应用是单片机片选信号扩展。比如STM32的FSMC接口扩展多个外部存储芯片时，地址线的高位（比如A18、A19、A20）接到138的A、B、C三个输入脚，138的Y0、Y1、Y2分别接三片SRAM的CS（片选）脚。当访问0x60000000到0x600FFFFF这个地址范围时，A20A19A18=000，Y0拉低，选中第一片SRAM；访问0x60100000到0x601FFFFF时，A20A19A18=001，Y1拉低，选中第二片。这样三个地址线就能扩展8个片选信号，比直接用GPIO控制高效得多，而且地址空间划分也清晰。

第三个应用是IO口扩展，特别是在控制多路继电器或LED的时候。比如要控制8路继电器，单片机直接驱动的话需要8个IO口加8个三极管。用138的话，3个地址线接A、B、C，一个使能脚接G1，一个公共数据线通过三极管驱动继电器线圈，总共5个IO口就能控制8路继电器，电路也更整洁。不过要注意138的输出电流很小（每个脚典型值只有25mA），不能直接驱动继电器线圈，中间必须加三极管或者MOS管做功率驱动，不然芯片直接烧。

选型和使用时有几个注意事项。第一个是电平兼容，74HC系列是CMOS工艺，高电平阈值比较高（3.15V，5V供电时），如果用3.3V的单片机去驱动5V供电的138，3.3V的高电平输出可能达不到HC系列的阈值，这时候要么用74LVC138（支持1.65V到5.5V宽电压，电平阈值低），要么加电平转换芯片（74LVC245）。第二个是电源去耦，VCC和GND之间一定要就近放一个0.1uF陶瓷电容滤高频噪声，同时放一个10uF电解电容滤低频干扰。第三个是输出结构，74HC138是推挽输出，能提供或吸收约25mA的电流，但所有输出加起来的总电流不能超过50mA，设计时别让多个输出同时拉着大电流。

常见的替代型号也不少。74HC138D是SOP贴片封装版本，引脚功能一样。74AHC138是高速CMOS版本，延迟更小（只有几纳秒），适合高速设计。74LVC138宽电压版本，适合跟3.3V系统配合。还有一个74HC238，功能跟138几乎一样，区别是238的输出是高电平有效，被选中的输出是高电平，需要时可以直接替换，接线时注意逻辑就行。