Шифраторы и дешифраторы

Цифровые комбинационные устройства.

Общие сведения.

Время работы: 4 часа.

Лабораторная работа № 4. Цифровые комбинационные устройства

Цель работы:

1. Изучить основные схемы основных комбинационных устройств.

2. Практически проверить алгоритмы работы электронных схем.

3. Изучить основные функции электронных компонентов программы Electronics Workbench.

Цифровые комбинационные устройства (КУ) представляют собой логическую схему с m входами (m ³ 1) и n выходами (n ³ 1), у которой состояния выходов, т. е. информационные значения выходных сигналов, в данный момент времени определяются лишь состояниями входов в этот же момент времени. Синтез КУ выполняется на основе правил функционирования КУ, которые могут быть заданы словесно, в виде таблицы истинности, структурной формулой. Далее на основании правил алгебры логики или с помощью специальных методов (карт Карно и т. д.) производится минимизация структурной формулы КУ. Производят, если это необходимо, преобразование минимизированной структурной формулы к форме, содержащей лишь логические операции заданного базиса (И-НЕ, ИЛИ-НЕ). На основании структурной формулы составляют функциональную и принципиальную схемы КУ. Рассмотрим несколько примеров реализации КУ.

Используя простейшие логические элементы, можно сконструировать более сложные устройства, реализующие соответствующие функции. Такими устройствами являются, например, шифраторы и дешифраторы.

Шифраторы, называемые также кодерами, могут осуществлять преобразование десятичных чисел (позиционный код) в двоичную систему счисления. Шифратор работает следующим образом:

o шифратор имеет N входов, в текущий момент времени только на один из которых подается сигнал (это вход будет активным);

o по номеру активного входа на выходах дешифратора формируется двоичных код, соответствующей позиции активного входа.

Например, если активным был пятый вход, то на выходах будет комбинация (за исключением старших нулей): 5₁₀=101₂.

Таблица 1. Таблица истинности шифратора на 8 входов на трех логических элементах ИЛИ.

№	Позиционный код	Двоичный код
Х7	Х6	Х5	Х4	Х3	Х2	Х1	Х0	Y2	Y1	Y0

Рис. 1. Восьмивходовый шифратор на логических элементах ИЛИ.

Собрать схему, представленную на рис.3, и составить таблицу истинности. Убедиться, что она соответствует таблице 3, приведенной выше.

Дешифратор или декодер выполняет обратную по отношению к шифрованию операцию, т.е. преобразует двоичный код в десятичный. Входы дешифратора служат для подачи двоичных числе, а выходы последовательно нумеруются десятичными числами. При подаче на входы двоичного числа выходной сигнал появляется на выходе, который имеет номер соответствующего десятичного числа.

Существует два типа дешифраторов: логические дешифраторы и дисплейные дешифраторы/формирователи. Логические дешифраторы представляют собой схемы средней интеграции (микросхемы, имеющие в своем составе до 100 ЛЭ), управляемые адресом. Они выбирают и приводят в активное состояние конкретный выход определяемый адресом. Дешифраторы применяются в структурах выборки адреса запоминающих устройства, разуплотнения маршрутизации данных и т.п.

Таблица 2. Таблица истинности дешифратора на логических элементах

№	Двоичный код	Позиционный код
Х2	Х1	Х0	Y7	Y6	Y5	Y4	Y3	Y2	Y1	Y0

Рис. 2. Трехвходовый дешифратор на логических элементах И и НЕ.

Собрать схему, представленную на рис.1, и составить таблицу истинности. Убедиться, что она соответствует таблице 2, приведенной выше.

Дата добавления: 2015-05-09