Раздел 2 функциональные узлы комбинационного типа

РАЗДЕЛ 2 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА

Тема 2.1 Дешифраторы и шифраторы, преобразователи кодов

Дешифратор представляет собой комбинационную схему, имеющую п входов и m = 2ⁿ выходов.

Дешифратор — это устройство, при подаче определенного кода на вход которого, на выходе возбуждается определенная, соответствующая этому коду выходная шина.

На рис. 9.1 приведены условные графические обозначения раз­личных типов дешифраторов, которые классифицируются по типу входов и выходов:

дешифраторы с прямыми входами и выходами (см. рис. 9.1, а);

дешифраторы с парафазными входами и прямыми выходами (см. рис. 9.1, б);

дешифраторы с прямыми входами, инверсными выходами и наличием входов для синхроимпульсов (см. рис. 9.1, в).

На рис. 9.2 показана классификация дешифраторов по способу построения.

Одноступенчатые схемы дешифраторов используются в тех слу­чаях, когда количество разрядов дешифрируемого числа не пре­вышает количества входов логического элемента, используемого для дешифрации.

Дешифрация — это выявление реакции схемы на определен­ную кодовую комбинацию.

 

Многоступенчатые схемы дешифраторов применяются в тех случаях, когда количество разрядов дешифрируемого числа превышает количество входов логического элемента, используемого для дешифрации.

Схема пирамидального дешифратора

Пирамидальный дешифратор состоит из нескольких ступеней последовательной дешифрации. При этом в каждой ступени дешифрируется только часть числа. Рассмотрим организацию такого дешифратора на примере дешифрации определенной кодовой комбинации, например 1110.

Дешифрация будет проходить через три последовательные ступени. На первой ступени происходит дешифрация первого и вто­рого разрядов; на второй — дешифрация результата, полученного в первой ступени с прямым и инверсным значениями третьего разряда; на третьей — дешифрация результата, полученного во второй ступени с прямым и инверсным значениями четвертого разряда. На рис. 9.6 дана схема неполного пирамидального дешифратора, представляющая собой одну из четырех его пирамид.

Полная схема дешифратора на четыре разряда будет содержать следующее количество элементов:

I ступень — 2ⁿ = 4, где п = 2 (1, 2-й разряды). Таким образом, I ступень представляет собой ранее рассмотренный линейный дешифратор на два разряда;

II    ступень — 2^т = 8, где т = 3 (1, 2, 3-й разряды);

III   ступень — 2^к = 16, где к = 4 (1, 2, 3, 4-й разряды).

Шифраторы

Функции шифратора противоположны функциям дешифратора. В дешифраторе кодовой комбинации на входе соответствует возбуждение определенной выходной шины. В шифраторе возбуждению входной шины с определенным номером соответствует появление на выходе двоичной кодовой комбинации, соответствующей этому номеру. Таким образом, это своеобразный преобразователь десятичных чисел (номера входной шины) в двоичный код.

Обозначения шифратора и дешифратора происходят от английских слов CODER (CD) и DECODER (DC) соответственно. На рис. 9.9 даны УГО этих устройств.

Произведем синтез шифратора.

1. Постановка задачи. Создать схему, реализующую функции шифратора, имеющую восемь входов Y 7... Y 0 и три выхода XI, Х2,ХЗ, с использованием логических элементов 4ИЛИ.

2. Составление таблицы истинности (табл. 9.2).

3. Составление СДНФ:

X1=Y1VY3VY5VY7;

X2=Y2VY3VY6VY7;

Х4= Y4VY5VY6VY7.

4.    Построение схемы.

На рис. 9.10 представлена схема шифратора, построенная в соответствии с заданием.

Из рисунка видно, что количество логических элементов, не­обходимых для построения, соответствует разрядности двоичных кодов. При построении схемы необходимо последовательно анали зировать каждую входную комбинацию и единичный сигнал с вход­ной шины заводить на те элементы, с помощью которых получаем выходной двоичный код. Например, при возбуждении пятой вход­ной шины (лог. 1 на входе Y 5) единичный сигнал необходимо по­дать на входы элементов DD 1 и DD 3, что обеспечивает появление на выходе шифратора кода 101₍₂₎ или 5₍₁₀₎.

 

 

Преобразователи кодов

Практический интерес представляет совместное включение дешифратора и шифратора и построение на их основе схемы преобразователя одного кода на входе в заданный код на выходе. Условия преобразования задаются таблицей (например, табл. 9.3).

Далее осуществляется переход от табличной формы записи функций к формульной:

На рис. 9.11 представлена схема преобразователя, выполненная на логических элементах 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ.

На рис. 9.12 показана реализация функций при совместном включении схем дешифратора и шифратора.

 

 

РАЗДЕЛ 2 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА