3-8 译码器(正式型号74LS138、 74HC138、74HCT138 等))

你问的是 "138 译码器" ,这其实是数字电路和计算机组成原理中一个非常经典、高频使用的芯片 ------它的正式型号是 74LS138 (或 74HC138、74HCT138 等),属于 3-8 译码器。

在 408 考研 中,虽然不要求你背芯片型号,但 必须掌握它的功能、真值表、以及在存储器扩展中的应用。


一、什么是 74LS138?

  • 类型:3 线--8 线译码器(3 inputs → 8 outputs)
  • 输入 :
    • 3 位地址:A、B、C(通常对应地址高位 A₂, A₁, A₀)
    • 3 个使能端(Enable):
      • G₁(高电平有效)
      • G₂A̅、G₂B̅(低电平有效)
  • 输出 :Y₀ ~ Y₇ ,低电平有效(即选中时输出 0)

只有当 G₁=1 且 G₂A=0 且 G₂B=0 时,译码器才工作;否则所有输出为 1(无效)。

引脚

在 74LS138 译码器 中,存在三个使能引脚,

即有三个使能端:G₁ 必须为 1,G₂A 和 G₂B 必须为 0,三者同时满足时,译码器才能根据地址输出有效的片选信号。


二、真值表(核心!必须理解)

C B A Y₀ Y₁ Y₂ Y₃ Y₄ Y₅ Y₆ Y₇
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

规律 :

输入 ABC 的二进制值 = 被选中的输出下标(如 CBA=101 → Y₅=0)


三、在 408 中的核心用途:存储器扩展的片选生成

场景:用 8 片 1K×8 SRAM 构成 8K×8 存储器

  • 总容量:8K = 2¹³ → 地址线 A₀~A₁₂
  • 每片容量:1K = 2¹⁰ → 使用 A₀~A₉(片内寻址)
  • 高位地址 A₁₀, A₁₁, A₁₂ 用于选择哪一片

接法:

  • A₁₀ → A(LSB)
  • A₁₁ → B
  • A₁₂ → C(MSB)
  • 使能端 G₁ 接高电平,G₂A/G₂B 接 CPU 的"存储器使能"信号(如 MREQ̅ ,详细内容看该文)
  • Y0~ Y7 分别接 8 片 SRAM 的 CS̅(片选)

结果:

当 CPU 访问地址 0x0000~0x03FF(A₁₂A₁₁A₁₀=000)→ Y₀=0 → 第0片被选中

当访问 0x1C00~0x1FFF(A₁₂A₁₁A₁₀=111)→ Y₇=0 → 第7片被选中


四、408 考点总结

考点 说明
功能 3-8 译码,输出低有效
使能条件 G₁=1, G₂A=0, G₂B=0(三者同时满足才工作)
地址连接 高位地址 → 译码器输入
片选生成 输出接各芯片 CS̅,实现字扩展
是否考芯片型号? 不考"74LS138",但考"3-8 译码器"功能

五、典型考题示例

题目 :某系统用 8 片 2K×8 存储芯片构成 16K×8 存储器,采用 3-8 译码器产生片选信号。若 CPU 地址总线为 A₀~A₁₃,则译码器输入应接哪些地址线?

答:A₁₁, A₁₂, A₁₃

(因为 2K=2¹¹ → 片内用 A₀~A₁₀,高位 A₁₁~A₁₃ 共 3 位用于译码)
选择题 :3-8 译码器的输出有效电平通常是?

A. 高电平 B. 低电平 C. 高阻态 D. 三态

答:B. 低电平


六、不需要深究的内容

  • 74LS138 内部门电路(与非门结构)
  • 传播延迟时间
  • 级联扩展(如用两片 138 构成 4-16 译码)

总结

74LS138 是一个 3-8 译码器,输入 3 位地址,输出 8 个低有效的片选信号,常用于存储器字扩展中生成各芯片的 CS̅ 信号。使用时需注意使能端的控制逻辑。

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