數字電子技術課程譯碼器的教學設計

摘要：譯碼器在數字電子電路中應用非常普遍，特別是在總線控制的微機系統中廣泛使用，是數字電子技術課程的重要教學環節。作者結合多年的教學與實踐經驗，從提高學生興趣，完善教學方法，豐富教學手段入手，對譯碼器教學環節進行了探索，以期進一步完善教學效果。

關鍵詞：譯碼器；數字電子技術；教學設計

譯碼器屬于組合邏輯電路，是對輸入的二進制編碼信號產生對應的有效輸出信號的功能電路。利用它的這一特性，在生產實際中，常用來選擇、查找“對象”，或實現碼制轉換。比如，一座高樓大廈，里面有很多的房間，為了找到對應的房間，每個房間都設有一個唯一的房號，那么，我們就可以根據房號找到相應的房間了，這個過程就是譯碼過程。具體到電子電路，像我們常用到的存儲器芯片，它實際是一個個記憶單元的集合，在這里，每個記憶單元就像一個房間，并有著自己唯一的地址（房號），而存儲器件就像由很多房間構成的高樓大廈，為了能找到、激活對應的記憶單元，在存儲器件中就設置了一個譯碼功能電路，能根據輸入的地址（二進制編碼）找到存儲單元。再如，利用顯示譯碼器，可以將輸入的二進制編碼轉換成對應的數碼管段碼信號輸出，驅動點亮數碼管，顯示字符信息。可見，譯碼器在數字電子電路以及在微機控制系統中，是有著非常多并且非常重要的應用的。因此，譯碼器是《數字電子技術》課程的重要教學內容，學生是否正確掌握其特性，能否正確、靈活應用，也是檢驗這一環節教學效果的最終指標。

一、 教學目標

（一） 知識目標：1. 理解譯碼器的功能；2. 學會二進制譯碼器內部電路的分析；3. 掌握二進制譯碼器的輸出邏輯表達式及其特點；4. 熟悉二進制譯碼器邏輯符號及其功能表；5. 理解顯示譯碼器CD4511的功能表；6. 掌握二進制譯碼器的應用。

（二） 能力目標：1. 能夠看懂各種譯碼器的功能表，并能正確地加以應用；2. 根據數字電路功能要求，能選擇合適的譯碼器件，并能正確地加以應用；3. 通過應用舉例及練習，培養和訓練學生對數字電子電路的分析能力和設計能力，訓練學生思維的嚴謹性。

二、 教學重點和難點分析

（一） 教學重點：1. 二進制譯碼器內部電路的分析；2. 二進制譯碼器的外特性；3. 二進制譯碼器的應用。

（二） 教學難點：1. 根據二進制譯碼器的邏輯符號特征，正確寫出譯碼器各輸出信號的邏輯表達式，分析出其功能表；2. 正確運用常用的二進制譯碼器，實現功能拓展；3. 組合邏輯電路分析、設計過程中思維方式的習慣性養成。

三、 教學方法

講解法、問答法、演示法。

四、 教學過程及策略

教學過程中，總體上采取遞進式的組織方式，分為譯碼器的概念及特點、譯碼器的原理及功能特性、譯碼器的應用三個環節，由概念到原理、由分析到設計、由理論到實踐進行引導式教學。

（一） 譯碼器的概念及特點

這一環節，分成兩個部分，確定兩個概念。第一部分，譯碼器概念的建立。首先，對前面教學環節編碼器功能的回顧，通過功能反向的方式，引出譯碼功能的概念，認識到由二進制編碼控制產生有效信號輸出的功能方式，建立譯碼器的概念。其次，通過“我們怎么來教室上課”的例子，引導學生認識到房號與教室，從房號找到教室的譯碼功能與過程。再次，利用電子技術中存儲器的實現方式，對照教學樓結構，引導學生認識到電子電路中譯碼器的功能及其存在的價值。緊接著，進一步引導學生思考并回答，在我們的日常生活、生產以及電子電路中，還有哪些可能用到了譯碼器功能？并有意識地引導學生，感覺到譯碼器可以用來“找對象”。第二部分，建立起譯碼功能實現時，輸入編碼的位數與輸出有效信號個數之間的關系。首先，仍然以房號為例，問學生“假如有10個房間，最少要用多少位的十進制數編房號？”“100個房間、1000個房間呢？”感性的總結出房號位數與房間個數之間的關系。其次，讓學生思考，“在數字系統的二進制體系中，2位二進制編碼，可以區分多少個不同的對象？”“3位呢？”讓學生總結出二進制譯碼器輸入信號與輸出信號個數的對應關系。

（二） 譯碼器的原理及功能特性

這一環節，分成三個部分，熟練掌握譯碼器的特性。第一部分，從2線—4線譯碼器內部電路入手，寫出輸出的邏輯表達式，列出電路真值表，觀察分析出電路功能。這個過程，既是對組合邏輯電路一般分析步驟這一知識點的加深，又是對譯碼器功能具體電路的感性體現，要讓學生對2-4譯碼器（74HC139）的邏輯符號、邏輯表達式、真值表有非常熟練地掌握，為后續譯碼器的應用做好準備。第二部分，根據2-4譯碼器特性規律的總結，給出3-8譯碼器（74HC138）的邏輯符號，引導學生寫出其邏輯表達式，分析出真值表，目的是培養學生舉一反三的能力。第三部分，利用圖1，做74HC138的Proteus仿真，通過學生操作、演示的方式，更加感性地體現出3-8譯碼器的功能特性。

圖13-8譯碼器仿真電路

（三） 譯碼器的應用

前面譯碼器仿真，實際已經體現了譯碼器應用中的一個重要方式——找目標、找對象。這一環節中以三個例子講解譯碼器的擴展、利用譯碼器實現邏輯函數功能、利用譯碼器實現數據分配器功能時的分析方法和設計方法，并通過Proteus仿真三個例子，使學生不僅僅是知道譯碼器可以這樣用，更讓學生能根據電路功能要求，設計出正確、合理的電路。

參考文獻：

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作者簡介：

章彧，江西省南昌市，南昌工程學院機械與電氣工程學院。