74HC138 可能是数字电路课上被老师讲得最多的芯片之一了,三-八译码器的典型代表。虽然简单,但它在实际工程里用处不少——地址译码、片选信号生成、多设备选择这些场景都能见到它的身影。今天就从头说说它的原理和用法。
什么叫译码器?就是把输入的二进制"翻译"成一个输出信号。138 有 3 个地址输入(A、B、C)和 8 个输出(Y0~Y7)。3 位二进制数能表示 000 到 111 共 8 种状态,每种状态对应一个输出低电平。比如输入 000,Y0 输出低电平,其他 7 个输出都是高电平;输入 101,Y5 输出低电平。输出是低电平有效,这点要注意。
它还有 3 个使能端——G1 高电平有效,G2A 和 G2B 低电平有效。只有 G1=1 且 G2A=G2B=0 时,138 才会工作,否则所有输出都是高电平(不选中任何一路)。这个设计是为了方便级联和扩展——比如把多片 138 拼起来变成四-十六译码器,用一片的输出作为另一片的使能信号。
工程上最常见的用法是做地址译码。比如单片机有 16 位地址总线,想挂 8 个外设,就可以把地址的高三位接到 138 的 A、B、C,8 个输出分别接到 8 个外设的片选端。这样每个外设占用一段固定的地址空间,CPU 访问哪个外设,138 就自动选中哪个,非常方便。
还有一种用法是做数据分配器(Demux)。把一个使能端作为数据输入,A、B、C 作为选择信号,数据就会被送到被选中的那一路输出。比如 G1 接数据,G2A、G2B 接地,A、B、C 选哪一路,数据就从对应的 Y 输出端出来。一个 138 可以当 1 路到 8 路的 Demux 用。
实际使用时要注意几个点。第一,输入电平不能悬空,不用的输入端要么接高要么接低,悬空会导致输出不稳定。第二,输出是低电平有效,后续电路设计要匹配这个逻辑。第三,选 74HC 系列是因为它是 CMOS 电平,速度快、功耗低,老的 74LS 是 TTL 电平,现在基本不用了。引脚图网上到处都是,16 脚双列直插或贴片都有。
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