Практичне заняття № 4. Завдання на практичне заняття

Завдання на практичне заняття

Синтезувати схему компаратора, який може визначати нерівність двохрозрядних чисел A<B.

Контрольні запитання

1 Які пристрої називають суматорами? Наведіть класифікацію суматорів.

2 Чим відрізняється півсуматор від однорозрядного суматора?

3 Приведіть схему півсуматора на ЛЕ і поясніть принцип її роботи.

4 Приведіть схему суматора на півсуматорах і поясніть принцип її роботи.

5 Поясніть принцип побудови і роботу багаторозрядного суматора.

6 Які пристрої називають цифровими компараторами?

7 Поясніть побудову і принцип роботи схеми компаратора для встановлення рівності двох чисел, побудованого на ЛЕ.

8 Поясніть побудову і принцип роботи схеми компаратора для порівняння двох чисел, побудованого мікросхемах 564ИП2.

Шифратори, дешифратори, Мультиплексори і демультиплексори

МЕТА ЗАНЯТТЯ: практично засвоїти побудову і принцип роботи шифраторів, дешифраторів, мультиплексорів і демультиплексорів

ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ: 2 ауд. год.

Основні теоретичні відомості

Шифратором називають цифровий вузол з m входами і n виходами, який перетворює активний сигнал на одному з входів на n -елементний паралельний код на виходах. Це можна описати таблицею станів, що зображена в табл. 4.1. Максимальна кількість входів m -макс визначається кількістю можливих кодових комбінацій на виходах й становить 2 ⁿ, тобто:

m_макс =2 ⁿ

де m — число входів, n — число виходів.

Таблиця 4.1 – Стани шифратора

a0	a1	a2	a3	a4	a5	a6	a7	Q3	Q2	Q1

Згідно цієї таблиці складемо булеві функції, які описують роботу шифратора:

Спрощену функціональну схему, складену за співвідношеннями, і позначення відповідного шифратора наведено на рис. 4.1. Шифратор працює наступним чином: при подачі на один із входів a активного сигналу, на виходах Q утворюється інверсний двійковий код згідно табл. 4.1, а на виході S з’являється активний сигнал, який сигналізує про активацію одного із входів шифратора.

Одне з основних застосувань шифратора — введення даних із клавіатури, за яким натискання клавіші з десятковою цифрою має приводити до передавання в пристрій двійкового коду цієї цифри.

а) б)

а — функціональна схема шифратора на елементах 4НЕ‑АБО‑НЕ, б — умовне графічне позначення шифратора

Рисунок 4.1 – Шифратор

Дешифратором називають цифровий вузол з m входами і n -виходами, який перетворює m-­ елементний паралельний код, що надходить на входи, на активний сигнал на одному з виходів. Кожному виходу відповідає певна кодова комбінація на входах. На m входах може бути 2 ^m наборів вхідних змінних, максимальна кількість виходів:

n _макс=2 ^m.

де m -число входів, n- число виходів.,

Якщо дешифратор має неповне число виходів, то такий дешифратор називається неповним.

Побудуємо функціональну схему дешифратора. З метою зменшення об’єму даних методичних вказівок принцип побудови представлений на прикладі дешифратора 3х7. Можливі стани такого дешифратора приведені в табл. 4.2. Згідно табл. 4.2 запишемо систему рівнянь, що описують роботу дешифратора:

Таблиця 4.2 – Стани дешифратора

a 3	a 2	a 1	Q 1	Q 2	Q 3	Q 4	Q 5	Q 6	Q 7

Функціональна схема дешифратора 3х7, побудованого за системою, зображена на рис. 4.2. Як правило дешифратор поєднують із демультиплексором. Такий пристрій називається дешифратор-демультиплексор. Це пов’язано із тим, що функціональна схема демультиплексора містить в собі схему дешифратора.

Демультиплексор — пристрій, в якому сигнали з одного інформаційного входу поступають на вихід, адреса якого задана комбінацією сигналів на входах адресування.

Таким чином, дешифратор-демультиплексор (рис. 4.2) може працювати в двох режимах. В режимі дешифратора: на входи a подаються двійкові інформаційні сигнали, а на вхід S активний сигнал. В режимі демультиплексора: на вхід S подається інформаційний сигнал, а на входи a подають керувальні сигнали, які визначають активний вихід.

а) б)

а — функціональна схема дешифратора 3х7, б — умовне позначення дешифратора 4х16.

Рисунок 4.2 – Дешифратор-демультиплексор

Для керування семисегментним світлодіодним індикаторами використовують спеціальні перетворювачі двійково-десяткового коду в семисегментний. Схема під'єднання такого перетворювача до світлодіодного індикатора показана на рис. 4.3. Коли подати на вхід дешифратора сигнал, на індикаторі буде відображатись число, що відповідає двійковому кодові сигналів, поданих на вхід дешифратора.

Рисунок 4.3 – Схема підключення дешифратора до семисегментного індикатора

Дешифратор один із найбільш широко використовуваний логічний пристрій. Його застосовують для побудови різних комбінаційних пристроїв, перетворювачі кодів, керування семисегментними індикаторами і ін.

Мультиплексором називають комутатор декількох входів на один вихід, який керується кодом, що поступає на спеціальні адресні входи. На рис. 4.4, а показано умовне позначення мультиплексора на 4 інформаційні входи. Він має дві групи входів. Перша група D₀–D₃ — інформаційні входи. На входи другої групи (керувальні — x ₁, x ₂), позначені вагами розрядів 1, 2, подається паралельно кодова комбінація, згідно з якою той чи інший інформаційний канал підключається до виходу. Побудову та принцип роботи такого мультиплексора можна описати наступною булевою функцією:

.

Мультиплексор, по суті, є дешифратором зі з'єднаними виходами (рис. 4.4, б). До кожного елемента І підводяться змінні керувального коду і відповідний вхідний сигнал. Елементи І служать елементами комутації. Виходи їх об'єднані елементом АБО.

Мультиплексор застосовують переважно тоді, коли потрібна почергова комутація декількох каналів, якими інформація передається послідовним кодом на один вихід. За допомогою мультиплексорів можна розв'язувати такі задачі, як перевірка кодової комбінації на парність одиниць, порівнювання двох чисел, перетворення паралельного коду на послідовний, а також виконувати функції суматора за модулем 2, будувати програмовану матрицю пристрою постійної пам'яті (ППП).

а) б)

а — умовне позначення мультиплексора; б — його функціональна схема

Рисунок 4.4 – Мультиплексор

Завдання для самостійної підготовки

Засвоїти теоретичний матеріал згідно з такими питаннями.

1 Шифратори. Принцип побудови і роботи. Застосування шифраторів. Основні параметри шифраторів.

2 Дешифратори-демультиплексори. Принцип побудови і роботи. Застосування дешифраторів-демультиплексорів. Основні параметри дешифраторів-демультиплексорів.

3 Мультиплексори. Принцип побудови і роботи. Застосування мультиплексорів. Основні параметри мультиплексорів.

Дата добавления: 2015-05-09