在数字电路中，有时为了区分若干个输入信号，就需要对输入信号进行编码，即用某种二进制代码来表示这些输入信号。当某个输入信号有效时，电路就输出这个信号的二进制代码。能实现这种功能的电路称为编码器，编码器电路框图如图3.2.1所示。

图3.2.1　编码器电路框图

1.优先编码器的设计

如果同时有多个输入信号有效，那么该对哪个输入信号进行编码呢？通常编码器都具有优先编码功能，即将所有的输入信号按优先顺序排队，当同时有多个输入信号有效时，只对优先权最高的那个信号进行编码。

8～3优先编码器的设计：定义输入信号高电平有效，输出代码为二进制数，输入信号的序号值越大优先权越高。

表3.2.1　8～3优先编码器的真值表

将n个变量的2n个状态行全部列出来的逻辑真值表叫作完全真值表。但是有时候我们不一定要列出全部状态行，特别是当输入变量很多的情况下。表3.2.1列出的是非完全真值表，其中“×”表示任意逻辑值。根据定义列出编码器的逻辑真值表。

根据真值表可得逻辑函数式

图3.2.2　8～3优先编码器

图3.2.3　74LS148的电路

设置一个片选输入信号S，当S＝0时该电路不能编码，输出Y2Y1Y0＝000；当S＝1时才允许该电路编码。于是得该电路的逻辑函数为

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验证74HC148

根据式（3.2.1）画出逻辑电路图，如图3.2.2所示。

2.8～3优先编码器74LS148

因为TTL门电路带灌电流负载能力大于带拉电流负载能力，所以许多TTL类MSI芯片的输出信号采用低电平有效输出，以获得较强的带负载能力。74LS148的输入信号是低电平有效，输出代码是二进制数的反码。当输入信号为全1时输出信号也全为1。它的片选信号是低电有效。将（3.2.1）式两边取非，得74LS148的逻辑函数：

为了方便芯片的功能扩展，74LS148还增加了选通输出端和扩展输出端，如图3.2.3所式，其逻辑关系如下：

式（3.2.3）表明，当片选有效（＝0）但无编码输入（～均为高电平）时，低电平输出。

式（3.2.4）表明，当片选有效（＝0）且有编码输入（～中有低电平）时，低电平输出。

【例3.2.1】试用两片74LS148构造一个16～4优先编码器。该编码器低电平输入有效，序号较大的输入信号具有较高优先权，输出代码为4位二进制数。

解：如图3.2.4所示，因为第Ⅰ片的输入信号比第Ⅱ片的输入信号有较高优先权，所以第Ⅰ片的片选端接地，允许第Ⅰ片编码。当第Ⅰ片有输入信号为低电平时，第Ⅰ片编码输出且其输出高电平，禁止第Ⅱ片编码；当第Ⅰ片无有效信号输入时，第Ⅰ片的输出低电平，允许第Ⅱ片编码。

另外，当第Ⅰ片有有效信号输入时，第Ⅰ片的＝0，此时Y3Y2Y1Y0＝1×××；当第Ⅰ片无有效信号输入时，第Ⅰ片的＝1，此时Y3Y2Y1Y0＝0×××。这里的低3位代码由74LS148输出的二进制数的反码取非产生。所以该电路编码输出的是4位二进制数。

电路中的F是编码标志信号。只要16个输入信号中有低电平，则第Ⅰ片的或第Ⅱ片的有一个为0，所以F＝1表示输出代码有效；若16个输入信号均为高电平，则第Ⅰ片的和第Ⅱ片的均为1，所以F＝0表示输出代码无效。

图3.2.4　例3.2.1的电路

【说明】当研究门电路的形成时我们的关注点在（开关）元件级。当研究MSI芯片的电路形成时我们的关注点在门电路级。当用MSI芯片解决实际问题时我们的关注点在芯片级，即关注的是芯片的外部特性（输入信号、输出信号、选通信号及控制信号等）。读者应当根据具体情况将问题抽象于哪一级来解决。

3.二-十进制优先编码器74LS147

常用的还有二-十进制优先编码器74LS147，该编码器有10个输入信号，低电平输入有效，序号较大的输入信号具有较高优先权，输出代码为8421BCD码的反码。当输入信号均无效时，输出8421BCD码的伪码1111。74LS147无其他控制和选通信号。