Дешифратори

План

3.1 Дешифратори

3.1.1 Загальна характеристика дешифраторів.

3.2. Шифратори

3.2.1. Загальна характеристика шифратора

3.2.2. Пріоритетний шифратор

3.3. Мультиплексори

3.3.1 Загальна характеристика мультиплексорів

3.3.2. Каскадування мультиплексорів

3.4. Демультиплексори

3.4.1 Загальна характеристика демультиплексорів

3.4.2. Демультиплексор на чотири входи

Час: 2 год.

Література: [1,2].

Основні терміни і поняття:

Типовими функціональними вузлами схемотехніки ЕОМ називають такі вузли, в яких вихідний сигнал залежить від комбінації вхідних сигналів у даний момент часу.

3.1.1. Загальна характеристика дешифраторів

Дешифратором називається функціональний вузол комп'ютера, призначений для перетворення кожної комбінації вхідного двійкового коду в керуючий сигнал лише на одному із своїх виходів.

У загальному випадку дешифратор має n однофазних входів (іноді 2n парафазних) і m = 2ⁿ виходів, де n – розрядність (довжина) коду, який дешифрується. Дешифратор з максимально можливим числом виходів m = 2ⁿ називається повним.

Класифікують дешифратори за такими ознаками:

· за способом структурної організації – одноступеневі (лінійні) і багатоступеневі, у тому числі пірамідальні й прямокутні (матричні);

· за форматом вхідного коду – двійкові, двійково-десяткові;

· за розрядністю коду, який дешифрується, – 2, 3,..., n;

· за формою подачі вхідного коду – з однофазними і парафазними входами;

· за кількістю виходів – повні й неповні дешифратори;

· за видом вхідних стробуючих сигналів – у прямому або інверсному значеннях;

· за типом використовуваних логічних елементів – І, НІ, АБО, НІ І, НІ АБО і т.п.

Основними характеристиками дешифратора є:

- число ступенів (каскадів) дешифрування;

- - кількість логічних елементів або мікросхем, що використовуються;

- - загальне число входів логічних елементів;

- час дешифрації і споживана потужність.

Умовні графічні позначення дешифраторів на електричних схемах показані на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Умовні графічні позначення дешифратора: а – на функціональних схемах; б, в – на принципових схемах

Літерами DC (decoder) позначається логічна функція дешифратора. Мітки лівого доповняльного поля в умовному позначенні відображають десяткові ваги вхідних змінних, а мітки правого доповняльного поля відповідають десятковим еквівалентам вхідних комбінацій двійкових змінних.

Функціонування повного дешифратора описується системою логічних виразів, що мають вигляд:

;

;

,

де Х₁,..., Х_п – вхідні двійкові змінні;

F_o, F₁,..., F_m-1 – вихідні логічні функції n змінних.

В схему дешифраторів вбудовуються один або два стробуючі (дозволяючі) входи, наприклад, W (рис. 3.1б). За допомогою сигналу на вході W визначається момент спрацьовування дешифратора; крім того, вхід W використовується для нарощування розрядності вхідного коду. Повний дешифратор на n входів і т виходів скорочено називають дешифратором “з n в т” або “ n →m”. Наприклад, дешифратор "з 3 в 8" активізує одну з восьми вихідних ліній.

Номер вибраного виходу визначає індекс функції F_і і відповідає десятковому еквіваленту вхідного коду. Вихід, на якому з'являється керуючий сигнал, називається активним. Якщо значення сигналу на активному виході відображається логічною 1, то на решті пасивних виходів встановлюється логічний 0. Двійковий код, який вміщує завжди тільки одну одиницю, а рещта – нулі, називається унітарним. Тому дешифратор є перетворювачем вхідного позиційного коду в унітарний вихідний код.

Логіку роботи повних дешифраторів на два входи Х ₁, Х ₂, чотири прямих виходи F ₀, F ₁, F ₂, F ₃і чотири інверсних виходи L ₀, L ₁, L ₂, L ₃представлено в таблицях 3.1 і 3.2 відповідно.

Таблиця 3.1 Таблиця 3.2

X 2	X 1	L 0	L 1	L 2	L 3

X 2	Х 1	F 0	F 1	F 2	F 3

Систему логічних функцій отримують з даних таблиці 3.1:

Система рівнянь (3.1) для лінійного дешифратора із стробуючим входом W приймає вигляд:

На рис. 3.2 показано схему лінійного дешифратора на основі рівнянь (3.3) і (3.4).

У схемі, зображеній на рис. 3.2, використовується однофазний вхідний код, оскільки інверсії змінних утворюються елементами НІ. Якщо сигнал на стробуючому вході W = 0, то робота дешифратора блокується – на всіх виходах встановлюються логічні нулі незалежно від значень вхідних змінних. При W = 1 дешифратор функціонує згідно табл. 3.1.

Рис. 3.2. Лінійний дешифратор на елементах І з однофазними входами і стробуванням: а – схема, б – часова діаграма роботи

За даними таблиці 3.2 записується система логічних функцій:

Для лінійного дешифратора із стробуючим W-входом система рівнянь (3.3) приймає вигляд:

Схема лінійного дешифратора на основі рівняння (3.6) показана на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Схема лінійного дешифратора на елементах АБО з однофазними входами і стробуванням

Дата добавления: 2013-12-14