Схемотехніка основних вузлів цифрових схем. Дешифратори

ЛЕКЦІЯ 9

Дешифратор - логічна схема, що містить n входів і 2ⁿ виходів і перетворююче n -розрядне двійкове слово у відповідний керуючий сигнал, що виникає тільки на однім із його виходів. Іншими словами, дешифратор являє собою сукупність схем І, що формують керуючий сигнал на однім із виходів, у той час як на інших виходах сигнали відсутні. У табл. 1 відбиті можливі стани дешифратора на три входи (п=3) і вісім виходів.

Таблиця 1 – Таблиця стану дешифратора на три входи

x 1	х 2	x 3	y 0	y 1	y 2	y 3	y 4	y 5	y 6	y 7

Рис. 1 - Схема лінійного дешифратора (a) і його умовне графічне позначення (б)

Виходи дешифратора мають нумерацію, що збігається з десятковим представленням двійкового числа від 0 до n —1. Якщо, наприклад, слово на вході має код 101 (табл. 6.6), то одиничний сигнал буде тільки на п'ятому виході дешифратора, тобто у ₅=1. Дійсно, якщо на елемент І ₅ надходить код , те на усіх виходах дешифратора, крім y ₅, будуть логічні 0.

Число елементів одноступінчатого дешифратора визначається числом виходів.

По засобові організації дешифрації слова дешифратори підрозділяють на одноступінчаті (лінійні) і багатоступінчасті (прямокутні, пірамідальні).

По типу використовуваних елементів розрізняють дешифратори діодні, транзисторні і магнітні. На цих елементах складаються схеми І, що і використовуються в дешифраторах. В даний час схеми дешифраторів випускаються в інтегральному виконанні.

Рис. 2 - Схема двохступінчатого дешифратора

Повний дешифратор - дешифратор, що має стільки виходів m, скільки різноманітних комбінацій може мати n -розрядне двійкове число на його входах, тобто m =2ⁿ. На рис. 1а приведена схема лінійного дешифратора на три входи, у якого число виходів m =2³=8. Умовне графічне позначення дешифратора приведене на рис. 1б.

Для схемної реалізації кожного виходу дешифратора достатньо мати один логічний елемент І с числом входів, рівним числу входів дешифратора.

Рис. 3 - Схема матричного дешифратора: ЛД, МД - лінійний і матричний дешифратори

Прямі й інверсні значення перемінних звичайно надходять на входи дешифратора з прямих і інверсних виходів тригерів регістра, на якому записується вхідна комбінація перемінних. Кожний вихід дешифратора приймає значення, рівне одиниці (порушення), тільки при однім певному наборі вхідний перемінних х ₁- x ₃. Якщо довжина дешифруємого двійкового слова більше можливого числа входів елементів І, що входять у комплекс, використовують багатоступінчасте (каскадну) побудову дешифратора. На рис. 2 показаний двохступінчатий дешифратор, у котрого кожний вихід утворений каскадним включенням двовходових елементів І. затримки поширення сигналів у такому дешифраторі більше, ніж у дешифраторі, показаному на рис. 1а. Таким чином, вибір тієї або іншої схеми дешифратора визначається в основному довжиною дешифруємого слова і використовуваної для побудови елементною базою.

У прямокутному (матричному) дешифраторі дешифруєме слово розбивається на декілька підслів. Підслова дешифрують на окремих лінійних дешифраторах, виходи яких підключають на вхід наступного рівня дешифратора.

Засіб побудови матричного дешифратора розглянемо на наступному прикладі. Припустимо, що необхідно дешифрувати 10-розрядне слово n =10. Це слово розбиваємо на три групи: n ₁=4, n ₂=4 і n ₃=2. Тоді кожний із трьох лінійних дешифраторів буде мати 2ⁿ¹=16, 2ⁿ²=16, 2ⁿ³=4 виходів відповідно.

Виходи першого і другого лінійних дешифраторів подаються на двовходові схеми І другого рівня матричного дешифратора, що утворять його підсхему на 256 виходів. Кількість виходів другого рівня матричного дешифратора визначається по формулі

Виходи другого рівня матричного дешифратора і першого рівня третього лінійного дешифратора подаються на двовходові схеми третього рівня матричного дешифратора, що утворять його підсхему на 1024 виходу. Кількість виходів третього рівня

визначається по формулі

.

Схема матричного дешифратора на 1024 виходи приведена на рис. 3.

Рис. 4 - Схема матричного дешифратора з використанням ІС

Схема синхроннного матричного дешифратора на чотири входи з використанням ІС приведена на рис. 4. Перший рівень дешифратора складає дешифратор із двома входами і відповідно з чотирма виходами; другий рівень - чотири дешифратори, кожний із який має також по два входи і чотири виходи. Перша група розрядів дешифрує на дешифраторі першого рівня, виходи якого використовуються для стробування дешифраторів другого рівня. На кожному дешифраторі другого рівня дешифрує та сама друга група розрядів; при дешифрації будь-якій кодовій комбінації вибирається (стробується) тільки один дешифратор другого рівня. Виходи дешифраторів другого рівня можуть бути використані для стробування дешифраторів наступного рівня і т.д.

Дата добавления: 2014-01-04