Изучение преобразователей кодов и индикаторов

Лабораторная работа № 8

Цели работы:

1. Изучить принципы построения и работы шифраторов, дешифраторов и индикаторов.

2. Практически преобразовать десятичный код в двоичный и наоборот, познакомиться с работой дешифратора К155ИД3.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Кодом числа в цифровой технике называется комбинация электрических сигналов, однозначно соответствующих данному числу (двоич­ный код, десятичный код, азбука Морзе и т.д.).

Устройства, преобразующие код одного вида в код другого вида, называются преобразователями кодов или кодопреобразователями. В настоящей работе рассмотрим два типа преобразователей кодов: шифраторы (кодеры) и дешифраторы (декодеры).

Шифратор преобразует одиночный сигнал в n-разрядный двоичный код. В цифровых ЭВМ и микрокалькуляторах шифраторы ис­пользуются в устройствах ввода информации (пультах управления) для преобразования десятичных чисел в двоичные. Работу такого шифратора можно описать следующим образом. Пусть имеется пульт с де­сятью клавишами, имеющими надписи от 0 до 9. При нажатии любой из них на вход шифратора поступает единичный сигнал (0-9), а на выходе появляется двоичный код этого десятичного числа. Отсюда следует, что шифратор, преобразующий десятичный код в двоичный, имеет десять входов и четыре выхода. Для выявления структуры шифратора составим таблицу переключений (табл.1).

Таблица 1

Десятичное число	Двоичный код

Анализируя таблицу 1, можно составить логические уравнения, описывающие состояние выходов шифратора:

(1)

(2)

(3)

(4)

Для построения данного шифратора требуется 4 дизъюнктора: один пятивходовой, два четырехвходовые и один двухвходовой. Схема его показана на рис. 1.

Используя закон алгебры логики (закон де Моргана), преобра­зуйте уравнения (1-4), выразив их через операцию И-НЕ. Вы должны получить следующие уравнения:

(5)

(6)

(7)

(8)

Структура шифратора, соответствующая уравнениям (5-8), показа­на на рис.2.

Для выяснения функции, которую выполняет дешифратор, напомним, что в цифровой ЭВМ вся информация о числах и операциях над ними (программа) вводится и хранится в машине в двоичной системе. Однако для выполнения операции того или иного вида (арифметико-логичес­кой, адресации, хранения и т.д.), необходимо преобразовать двоичный код данной операции, записанный в программе в соответствующий сиг­нал (команду) управления, которым и запускается данная операция. Задачи такого рода выполняют дешифраторы - устройства, преобразую­щие каждую входную комбинацию двоичных переменных в сигнал на од­ной определенной шине выхода (например, набору на входах, соответ­ствующему десятичной цифре 7, соответствует единичный информацион­ный выходной сигнал на 7-й выходной шине, на остальных выходах - "0".

Дешифратор также называют преобразователем двоичного кода в унитарный или единичный позиционный, т.е. содержащий только одну единицу среди нулей (или один нуль среди единиц). Дешифратор должен иметь число входов равное количеству разрядов поступающих двоичных чисел, а максимальное число его выходов - полному набору различных двоичных чисел этой разрядности. Следо­вательно, если n - число входов дешифратора, то число его выходов равно 2 ⁿ.

Из описания работы дешифратора составим таблицу переключений для двухвходового дешифратора (n=2, N = 2²=4 - кол-во выходов).

Таблица 2

Входные переменные	Выходные переменные

На основании таблицы 2 составим логические функции для каж­дого выхода:

(9) (10)

(11) (12)

Рассмотренный дешифратор имеет прямые выходы. Его схема пока­зана на рис.3. Для схемной реализации такого дешифратора можно ис­пользовать логические элементы И, число входов которых равно чис­лу входов дешифратора, а количество самих элементов И совпадает с количеством выходов дешифратора. Кроме И, в состав дешифратора должны входить инверторы.

Рассмотрим ИМС К155ИД3. Она может быть использована или как дешифратор, или как демультиплексор (селектор). Микросхема имеет четыре адресных входа D₀, D₁, D₂, D₃,два разрешающих входа (входа стробирования) и и 16 выходов.

Для работы ИМС К155ИД3 в режиме дешифратора на входы и подается 0, а преобразуемые двоичные числа на адресные входа D₀ – D₃. Если на любом из разрешающих входов будет присутствовать 1, то единичный сигнал будет на всех выходах микросхемы независимо от состояния адресных входов.

Демультиплексор решает задачу распределения одного входного сигнала по нескольким различным адресам, код которых задается на адресных входах (D₀ – D₃).

Для осуществления работы ИМС К155ИД3 в режиме демультиплексора (1: 16) на один из разрешающих входов подают 0, а другой ис­пользуют в качестве информационного. Код, поступающий на адресные шины, возбуждает соответствующий выход, на котором появляются си­гналы, поступающие на информационный вход. На остальных 15 выхо­дах будет 1.

Дата добавления: 2015-07-08