去年底，西南地區電子線路研究會的幾位“老”教授們邀請我去為即將參加全國電子技術、電子線路講課比賽的老師們輔導一下。我當時聽到這個邀請心理是懵逼的……我這30出頭（劃掉，30好幾）的人，那也就是個年輕老師啊。參賽的那些老師們比我年齡大的多得很，講課10多年、20年教齡的也有。我去能輔導個啥？我常年“評教成績”還經常在后50%徘徊呢（主要也怪我這嘴，總習慣于上課傷人啊，有些被懟的受不了的小朋友們就喜歡給我打低分）。不過“老”教授們說你還是來吧，從你的角度上提點意見也是好的啊。我想想也是，抱著交流學習的態度過去聽聽這些在比賽中脫穎而出的老師們講課。

這一去啊還真有不少收獲和心得體會。也為現在很多大學電路類基礎課程的教學現狀感到擔憂。按照某位“老”教授的說法，課程講解分為三個層次。第一個層次是What，要講清楚基本概念，讓學生理解到這個技術叫什么/是什么。第二個層次是How，就是要講清楚這些技術應該怎么去用。第三層次是Why，要講清楚這些技術背后產生的原因，技術的來源和產生的歷史條件。只有講到第三個層次，才能脫離具體的知識點，進入到“啟發思考”的階段。但從實際的表現來看，大部分的老師停留在第一個層次。勉強進入第二個層次呢，大部分是教如何去做題而不是教如何解決實際問題的。第三個層次基本上無人講到，所謂的“舉一反三”也基本上停留在如何舉一反三的做題（當然，能做到這點也算不錯了）。在這里順便多說一句。其實基于卷面的考試形式主要是考What，能部分的考到How，而幾乎無法有效的考察Why。所以有些考試成績還不錯的遇到實際問題就懵逼，就是這個原因。

雖然說What，How和Why是依次提升的，但How和Why往往不能分開。簡單的講How就會變成“講套路”，包括做題的套路和做事的套路。昨天聽到一位老師講使能信號和芯片擴展，覺得就沒有講的很好。想到這應該是一個普遍性的問題，那就從我認為應該比較合理的方法來講講使能信號。

1.什么是使能信號。

所謂使能信號，英文叫Enable。翻譯成中文還有“啟用”等意思。其實我覺得更符合大家的理解習慣的可以叫“啟用信號”。簡單的說，通過這個信號可以控制某顆芯片/某個電路有沒有被“啟用”。

我們以數字電路里面經常被講到的一個非常基礎的芯片74XX138為例來看。首先看74XX138的功能表：

如圖所示，當G1為低電平的時候，不管其它輸入是什么。輸出全為高電平。而當G2為高電平時（G2等于G2A與上G2B），不管其它輸入是什么，輸出也都一律為高電平。因此僅從功能上來判斷，G1和G2就可以控制這顆芯片是不是被“啟用”了。可以看出當G1為低或G2位高時，整個芯片的其它輸入無論如何變化都不影響輸出。簡單的說就是整個芯片實際上沒用發揮作用，功能沒有“啟用”。

2.為什么使能信號可以控制芯片的“啟用”和“停用”

繼續以74XX138為例。

如果把74XX138內部電路打開，我們可以看到這樣一個電路圖：

我們需要仔細觀察一下，使能信號的那幾個G1， G2A，G2B

從邏輯上我們可知，如果要這個與門的出為1，必須要滿足G1為高電平，G2A和G2B都為低電平。

而我們在仔細的觀察一下這個與門的輸出都連到了哪里：

全部都連到了最后一級的所有與非門上。我們知道一個與非門，如果有1個輸入為0，那么這個與非門的輸出就會是1。因此，如果不滿足G1為高電平，G2A和G2B都為低電平這個條件，就會讓所有輸出全為1。而這時無論別的輸入是什么，都不會讓輸出有任何改變。從這一點上來說，要啟用這顆芯片的功能就必須滿足G1為高電平，G2A和G2B都為低電平這個條件。否則，其它輸入影響不了輸出，芯片“譯碼”的功能就沒有被“啟用”。

3.為什么需要使能信號？

需要使能信號的主要原因是一個大型的數字系統中，通常都需要使用多個芯片/電路單元來配合完成一個功能。而這些芯片并不是每時每刻都在工作的。因此需要用使能信號來控制應該“啟動”哪個芯片來工作。

繼續以74XX138為例。74XX138是一個3-8譯碼器，就是把3位的二進制碼翻譯為8位的“獨熱碼”。而如果我們此時需要將4位的二進制碼翻譯成16位的“獨熱碼”怎么辦呢？我們可以使用2顆74XX138來實現。

具體的電路連接如下：

假設4bit的二進制編碼從高到低依次是A3A2A1A0

將A2A1A0分別對應連接到兩片74XX138上。而將A3連接到低位片的G2B上和高位片的G1上。

這樣我們實際上把4bit的二進制數據劃分為了2段

其中一段從0000到0111，另外一段從1000到1111。當現在A2A1A0為111時，低位片的Y7和高位片的Y7都有可能輸出。而假設此時A3為0（此時輸入為0111），那么低位片的所有使能信號均有效，而高位片的G1是無效的。那么此時低位片被啟用而高位片未被啟用。所以低位片的Y7輸出為低而其它均為高，高位片的所有輸出都是高。因此，0111被譯碼為了1111111101111111（輸出低有效）。反之，A3為1（此時輸入為1111）。則低位片的G2B無效而高位片所有的使能信號都有效。1111倍譯碼為0111111111111111

4.使能信號還有哪些用法。

使能信號的用途非常廣泛，可以作為計算機系統中的存儲芯片選通信號，可以作為顯示系統中的控制信號。但核心的一點就是使能信號控制了芯片的功能是否能被正常的啟用，這在設計大型的數字系統中是非常重要的一環。在后面的課程中我們將使用更多的實例來說明這個問題。