用74LS148芯片实现32线-5线优先编码器
1、引言
74ls148是8线-3线优先编码器芯片，它有8个输入信号端，3个输出信号端。同时还有选通输入端s、选通输出端ys和扩展端yex。输入输出信号以及s、ys、yex的有效电平都是低电平。在同时有多个输入信号时，仅对优先权最高的信号进行编码。其实可以利用s、ys和yex端用四块74ls148芯片组成32线-5线优先编码器。
2、8线-3线优先编码器74ls148 74ls148是一个8线-3线优先编码器电路芯片，其逻辑图如图1所示。从图1可看出：它的输入和输出有效电平都是低电平。虚线框以内是编码器电路。门g1、g2和g3构成的附加控制电路，是为了扩展电路的功能和增加使用的灵活性。其中s为选通输入端，当s=0时，编码器才能正常工作，才能编码。s=1时，所有的输出端均被封锁在高电平，编码器不能对输入信号进行编码，编码器不工作。
从图1可写出输出的逻辑式：
图1 8线-3线优先编码器74ls148的逻辑图
表1 74ls148的功能表
从表1中不难看出，在s=0电路正常工作状态下，允许i0～i7当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。i7的优先权最高，i0的优先权最低。当i7=0时，无论其他输入端有无输入信号（表中以x表示），输出端只给出i7的编码，即y2y1y0=000（因为y2、y1、y0的有效电平是低电平，所以i7=0时，y2y1y0是000）。
当i7=1、i6=0时，无论其余输入端有无输入信号，只对i6编码，输出为y2y1y0=001。其余的输入状态依次类推。这样可得到74ls148优先编码器对某一个输入低电平信号进行编码的简化真值表如表2所示。
在表2中，例如i1=0时，y2y1y0=110。是表示i7～i2都为1，无输入信号时，i1=0有输入信号。i0不管它是1还是0，即不管它有无输入信号，此时，对i1进行编码，输出为y2y1y0=110。
表2 简化真值表
表3 32线-5线优先编码器的简化真值表
3、如何扩展74ls148的电路功能 例：试画出用四块8线-3线优先编码器74ls148组成32线-5线优先编码器的逻辑图。允许附加必要的门电路。
解：设32线-5线优先编码器的输入为i0～i31，输入有效电平是低电平，其中i31的优先权最高，i0的优先权最低。输出为d4、d3、d2、d1、d0，输出有效电平是高电平。
假定：用到的四块74ls148芯片叫（1）号、（2）号、（3）号、（4）号芯片。
设：（4）号芯片的优先权最高，（1）号芯片的优先权最低。
每块74ls148芯片有8个输入端i0～i7，有3个输出端y2、y1、y0。故：i0～i78个输入信号是（1）号芯片的输入信号，i8～i158个输入信号是（2）号芯片的输入信号，i16～i238个输入信号是（3）号芯片的输入信号，i24～i318个输入信号是（4）号芯片的输入信号。
根据题意可得此32线-5线优先编码器的简化真值表如表3所示。
3.1、d4、d3、d2、d1、d0分别与yex、y2、y1、y0之间的关系 每块芯片的扩展端yex=0，即yex=1时，表示这块芯片电路工作，且有编码信号输入。
（1）从表3可看到：d4=1时，对应（3）号芯片，（4）号芯片有信号输入。
故：d4=yex4+yex3=yex4·yex3（根据德·摩根定理而得）。
（2）从表3还可看到：d3=1时，对应（2）号芯片、（4）号芯片有信号输入。
故：d3=yex4+yex2=yex4·yex3
（3）从表3还可看到：d2=1时，对应每块芯片的后四种状态有信号输入。对单块芯片来说，后四种状态的输入信号是i4～i7。由表2可看到，输入信号i4～i7对应的输出y2=0，即y2=1。四块芯片只要有任何一块的y2=1，则d2=1。
3.2、输入端s与选通输出端ys的连接 根据（4）号芯片优先权最高，只要（4）号芯片输入端有信号输入，就能对输入信号进行编码，故：（4）号芯片的选通输入端s始终要接低电平。根据（3）号芯片的优先权次之，它只有在（4）号芯片的所有输入端都没有输入低电平信号时，即（4）号芯片的选通输出端ys=0时，才能进行编码，故：（3）号芯片的s端应接到（4）号芯片的ys端。
同理：（2）号芯片的选通输入端s应接到（3）号芯片的选通输出端ys上。（1）号芯片的s端应接到（2）号芯片的ys上。
3.3、画逻辑图 根据上面得到的d4、d3、d2、d1、d0的逻辑表达式和芯片之间s与ys之间的连接，就可画出此32线-5线优先编码器的逻辑图如图2所示。
图2 32线-5线优先编码器的逻辑图
4、结束语 在使用74ls148芯片或扩展74ls148芯片的电路功能时，首先，一定要注意芯片的输入、输出端的冷端温度，需要采用10kω的精密电阻将其输出电流转换为电压信号后再送入a/d;a/d转换器的最后一路输入信号来自采样电阻r上的电压降（与电解电流成正比）。
4、测试结果及精度分析
采用所设计的测硫仪分别对试样1（标准含硫量为0.88%）和试样2（标准含硫量为4.24%）进行了10次测试，测试结果如表1和表2所示。
从表中可以看出，试样1测试结果的最大误差为0.02%，低于国家标准中规定的低硫煤（含硫量在1%以下）的误差容限（0.05%）;试样2测试结果的最大误差为0.05%，也低于国家标准中规定的高硫煤（含硫量在4%以上）的误差容限（0.2%）。
5、结束语 库仑法是一种常用的硫含量测量方法。在库仑法中，硫含量根据电解电量的积分来确定。对基于usb接口的测硫仪的结构和工作原理进行了介绍，重点分析了仪器的数据采集模块、电解电流控制模块和炉温控制模块，并对测量精度进行了分析。分析结果表明，仪器的测量精度达到了国家标准。
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2、8线-3线优先编码器74ls148 74ls148是一个8线-3线优先编码器电路芯片，其逻辑图如图1所示。从图1可看出：它的输入和输出有效电平都是低电平。虚线框以内是编码器电路。门g1、g2和g3构成的附加控制电路，是为了扩展电路的功能和增加使用的灵活性。其中s为选通输入端，当s=0时，编码器才能正常工作，才能编码。s=1时，所有的输出端均被封锁在高电平，编码器不能对输入信号进行编码，编码器不工作。
从图1可写出输出的逻辑式：
图1 8线-3线优先编码器74ls148的逻辑图
表1 74ls148的功能表
从表1中不难看出，在s=0电路正常工作状态下，允许i0～i7当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。i7的优先权最高，i0的优先权最低。当i7=0时，无论其他输入端有无输入信号（表中以x表示），输出端只给出i7的编码，即y2y1y0=000（因为y2、y1、y0的有效电平是低电平，所以i7=0时，y2y1y0是000）。
当i7=1、i6=0时，无论其余输入端有无输入信号，只对i6编码，输出为y2y1y0=001。其余的输入状态依次类推。这样可得到74ls148优先编码器对某一个输入低电平信号进行编码的简化真值表如表2所示。
在表2中，例如i1=0时，y2y1y0=110。是表示i7～i2都为1，无输入信号时，i1=0有输入信号。i0不管它是1还是0，即不管它有无输入信号，此时，对i1进行编码，输出为y2y1y0=110。
表2 简化真值表
表3 32线-5线优先编码器的简化真值表
3、如何扩展74ls148的电路功能 例：试画出用四块8线-3线优先编码器74ls148组成32线-5线优先编码器的逻辑图。允许附加必要的门电路。
解：设32线-5线优先编码器的输入为i0～i31，输入有效电平是低电平，其中i31的优先权最高，i0的优先权最低。输出为d4、d3、d2、d1、d0，输出有效电平是高电平。
假定：用到的四块74ls148芯片叫（1）号、（2）号、（3）号、（4）号芯片。
设：（4）号芯片的优先权最高，（1）号芯片的优先权最低。
每块74ls148芯片有8个输入端i0～i7，有3个输出端y2、y1、y0。故：i0～i78个输入信号是（1）号芯片的输入信号，i8～i158个输入信号是（2）号芯片的输入信号，i16～i238个输入信号是（3）号芯片的输入信号，i24～i318个输入信号是（4）号芯片的输入信号。
根据题意可得此32线-5线优先编码器的简化真值表如表3所示。
3.1、d4、d3、d2、d1、d0分别与yex、y2、y1、y0之间的关系 每块芯片的扩展端yex=0，即yex=1时，表示这块芯片电路工作，且有编码信号输入。
（1）从表3可看到：d4=1时，对应（3）号芯片，（4）号芯片有信号输入。
故：d4=yex4+yex3=yex4·yex3（根据德·摩根定理而得）。
（2）从表3还可看到：d3=1时，对应（2）号芯片、（4）号芯片有信号输入。
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（3）从表3还可看到：d2=1时，对应每块芯片的后四种状态有信号输入。对单块芯片来说，后四种状态的输入信号是i4～i7。由表2可看到，输入信号i4～i7对应的输出y2=0，即y2=1。四块芯片只要有任何一块的y2=1，则d2=1。
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同理：（2）号芯片的选通输入端s应接到（3）号芯片的选通输出端ys上。（1）号芯片的s端应接到（2）号芯片的ys上。
3.3、画逻辑图 根据上面得到的d4、d3、d2、d1、d0的逻辑表达式和芯片之间s与ys之间的连接，就可画出此32线-5线优先编码器的逻辑图如图2所示。
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