1、引言

74LS148是8線-3線優(yōu)先編碼器芯片，它有8個(gè)輸入信號(hào)端，3個(gè)輸出信號(hào)端。同時(shí)還有選通輸入端S、選通輸出端YS和擴(kuò)展端YEX。輸入輸出信號(hào)以及S、YS、YEX的有效電平都是低電平。在同時(shí)有多個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，僅對(duì)優(yōu)先權(quán)最高的信號(hào)進(jìn)行編碼。其實(shí)可以利用S、YS和YEX端用四塊74LS148芯片組成32線-5線優(yōu)先編碼器。

2、8線-3線優(yōu)先編碼器74LS148

74LS148是一個(gè)8線-3線優(yōu)先編碼器電路芯片，其邏輯圖如圖1所示。從圖1可看出：它的輸入和輸出有效電平都是低電平。虛線框以內(nèi)是編碼器電路。門(mén)G1、G2和G3構(gòu)成的附加控制電路，是為了擴(kuò)展電路的功能和增加使用的靈活性。其中S為選通輸入端，當(dāng)S=0時(shí)，編碼器才能正常工作，才能編碼。S=1時(shí)，所有的輸出端均被封鎖在高電平，編碼器不能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼，編碼器不工作。

從圖1可寫(xiě)出輸出的邏輯式：

圖18線-3線優(yōu)先編碼器74LS148的邏輯圖

表174LS148的功能表

從表1中不難看出，在S=0電路正常工作狀態(tài)下，允許I0～I(xiàn)7當(dāng)中同時(shí)有幾個(gè)輸入端為低電平，即有編碼輸入信號(hào)。I7的優(yōu)先權(quán)最高，I0的優(yōu)先權(quán)最低。當(dāng)I7=0時(shí)，無(wú)論其他輸入端有無(wú)輸入信號(hào)（表中以X表示），輸出端只給出I7的編碼，即Y2Y1Y0=000（因?yàn)閅2、Y1、Y0的有效電平是低電平，所以I7=0時(shí)，Y2Y1Y0是000）。

當(dāng)I7=1、I6=0時(shí)，無(wú)論其余輸入端有無(wú)輸入信號(hào)，只對(duì)I6編碼，輸出為Y2Y1Y0=001。其余的輸入狀態(tài)依次類推。這樣可得到74LS148優(yōu)先編碼器對(duì)某一個(gè)輸入低電平信號(hào)進(jìn)行編碼的簡(jiǎn)化真值表如表2所示。

在表2中，例如I1=0時(shí)，Y2Y1Y0=110。是表示I7～I(xiàn)2都為1，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，I1=0有輸入信號(hào)。I0不管它是1還是0，即不管它有無(wú)輸入信號(hào)，此時(shí)，對(duì)I1進(jìn)行編碼，輸出為Y2Y1Y0=110。

表2簡(jiǎn)化真值表

表332線-5線優(yōu)先編碼器的簡(jiǎn)化真值表

3、如何擴(kuò)展74LS148的電路功能

例：試畫(huà)出用四塊8線-3線優(yōu)先編碼器74LS148組成32線-5線優(yōu)先編碼器的邏輯圖。允許附加必要的門(mén)電路。

解：設(shè)32線-5線優(yōu)先編碼器的輸入為I0～I(xiàn)31，輸入有效電平是低電平，其中I31的優(yōu)先權(quán)最高，I0的優(yōu)先權(quán)最低。輸出為D4、D3、D2、D1、D0，輸出有效電平是高電平。

假定：用到的四塊74LS148芯片叫（1）號(hào)、（2）號(hào)、（3）號(hào)、（4）號(hào)芯片。

設(shè)：（4）號(hào)芯片的優(yōu)先權(quán)最高，（1）號(hào)芯片的優(yōu)先權(quán)最低。

每塊74LS148芯片有8個(gè)輸入端I0～I(xiàn)7，有3個(gè)輸出端Y2、Y1、Y0。故：I0～I(xiàn)78個(gè)輸入信號(hào)是（1）號(hào)芯片的輸入信號(hào)，I8～I(xiàn)158個(gè)輸入信號(hào)是（2）號(hào)芯片的輸入信號(hào)，I16～I(xiàn)238個(gè)輸入信號(hào)是（3）號(hào)芯片的輸入信號(hào)，I24～I(xiàn)318個(gè)輸入信號(hào)是（4）號(hào)芯片的輸入信號(hào)。

根據(jù)題意可得此32線-5線優(yōu)先編碼器的簡(jiǎn)化真值表如表3所示。

3.1、D4、D3、D2、D1、D0分別與YEX、Y2、Y1、Y0之間的關(guān)系

每塊芯片的擴(kuò)展端YEX=0，即YEX=1時(shí)，表示這塊芯片電路工作，且有編碼信號(hào)輸入。

（1）從表3可看到：D4=1時(shí)，對(duì)應(yīng)（3）號(hào)芯片，（4）號(hào)芯片有信號(hào)輸入。

故：D4=YEX4+YEX3=YEX4·YEX3（根據(jù)德·摩根定理而得）。

（2）從表3還可看到：D3=1時(shí)，對(duì)應(yīng)（2）號(hào)芯片、（4）號(hào)芯片有信號(hào)輸入。

故：D3=YEX4+YEX2=YEX4·YEX3

（3）從表3還可看到：D2=1時(shí)，對(duì)應(yīng)每塊芯片的后四種狀態(tài)有信號(hào)輸入。對(duì)單塊芯片來(lái)說(shuō)，后四種狀態(tài)的輸入信號(hào)是I4～I(xiàn)7。由表2可看到，輸入信號(hào)I4～I(xiàn)7對(duì)應(yīng)的輸出Y2=0，即Y2=1。四塊芯片只要有任何一塊的Y2=1，則D2=1。

3.2、輸入端S與選通輸出端YS的連接

根據(jù)（4）號(hào)芯片優(yōu)先權(quán)最高，只要（4）號(hào)芯片輸入端有信號(hào)輸入，就能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼，故：（4）號(hào)芯片的選通輸入端S始終要接低電平。根據(jù)（3）號(hào)芯片的優(yōu)先權(quán)次之，它只有在（4）號(hào)芯片的所有輸入端都沒(méi)有輸入低電平信號(hào)時(shí)，即（4）號(hào)芯片的選通輸出端YS=0時(shí)，才能進(jìn)行編碼，故：（3）號(hào)芯片的S端應(yīng)接到（4）號(hào)芯片的YS端。

同理：（2）號(hào)芯片的選通輸入端S應(yīng)接到（3）號(hào)芯片的選通輸出端YS上。（1）號(hào)芯片的S端應(yīng)接到（2）號(hào)芯片的YS上。

3.3、畫(huà)邏輯圖

根據(jù)上面得到的D4、D3、D2、D1、D0的邏輯表達(dá)式和芯片之間S與YS之間的連接，就可畫(huà)出此32線-5線優(yōu)先編碼器的邏輯圖如圖2所示。

圖2 32線-5線優(yōu)先編碼器的邏輯圖

4、結(jié)束語(yǔ)

在使用74LS148芯片或擴(kuò)展74LS148芯片的電路功能時(shí)，首先，一定要注意芯片的輸入、輸出端的冷端溫度，需要采用10kΩ的精密電阻將其輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后再送入A/D;A/D轉(zhuǎn)換器的最后一路輸入信號(hào)來(lái)自采樣電阻R上的電壓降（與電解電流成正比）。

4、測(cè)試結(jié)果及精度分析

采用所設(shè)計(jì)的測(cè)硫儀分別對(duì)試樣1（標(biāo)準(zhǔn)含硫量為0.88%）和試樣2（標(biāo)準(zhǔn)含硫量為4.24%）進(jìn)行了10次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1和表2所示。

從表中可以看出，試樣1測(cè)試結(jié)果的最大誤差為0.02%，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的低硫煤（含硫量在1%以下）的誤差容限（0.05%）;試樣2測(cè)試結(jié)果的最大誤差為0.05%，也低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的高硫煤（含硫量在4%以上）的誤差容限（0.2%）。

5、結(jié)束語(yǔ)

庫(kù)侖法是一種常用的硫含量測(cè)量方法。在庫(kù)侖法中，硫含量根據(jù)電解電量的積分來(lái)確定。對(duì)基于USB接口的測(cè)硫儀的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)分析了儀器的數(shù)據(jù)采集模塊、電解電流控制模塊和爐溫控制模塊，并對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，儀器的測(cè)量精度達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。