Шифраторы

VI. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

ТИПОВЫЕ КЦУ.

В цифровой технике при построении сложных уст­ройств широко применяются не только отдельные логи­ческие элементы, реализующие элементарные булевы функции, но и их комбинации в виде типовых структур, выполняемых как единое целое в виде интегральных мик­росхем. На входы таких структур могут подаваться ин­формационные логические сигналы и сигналы управления. Последние могут определять, например, порядок переда­чи информационных входных сигналов на выход или играть роль сигналов синхронизации. Во многих случаях, особенно при использовании в устройствах выходных це­пей с тремя состояниями, в качестве сигналов синхрони­зации выступают сигналы «Выбор микросхемы» (CS). Наличие активного значения такого сигнала управления (в одних схемах это логический нуль, в других — логиче­ская единица) разрешает устройству выполнение задан­ных функций, отсутствие его переводит схему в «невы­бранное» состояние, при котором она не выполняет обра­ботку информации, а ее выходы отключены от нагрузки. Рассмотрим типовые КЦУ.

Шифратор (называемый также кодером) — устройство, осу­ществляющее преобразование десятичных чисел в двоичную си­стему счисления. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных деся­тичными числами (0, 1, 2, 3,......, m — 1), и n выходов. Подача сигнала на один из входов приво­дит к появлению на выходах n-разрядного двоичного числа, со­ответствующего номеру возбуж­денного входа.

Очевидно, трудно строить шифраторы с очень большим чи­слом входов т, поэтому они ис­пользуются для преобразования в двоичную систему счисления относительно небольших десятичных чисел.

Шифраторы широко исполь­зуются в разнообразных устрой­ствах ввода информации в циф­ровые системы. Такие устройст­ва могут снабжаться клавиату­рой, каждая клавиша которой связана с определенным входом шифратора. При нажатии вы­бранной клавиши подается сигнал на определенный вход шифрато­ра, и на его выходе возникав двоичное число, соответствующее выгравированному на клавише символу.

Рис. 22.

На рис. 22 приведено символическое изображение шифрато­ра, преобразующего десятичные числа 0, 1, 2,..., 9 в двоичную. Символ CD образован из букв, входя­щих в английское слово CODER. Слева показано 10 входов, обо­значенных десятичными цифрами 0, 1,..., 9. Справа показаны выходы шифратора: цифрами 1, 2, 4, 8 обозначены весовые коэффи­циенты двоичных разрядов, соответствующих отдельным выходам.

Из приведенной таблицы истинности (табл. 3) следует, что переменная х1 на выходной шине 1 име­ет уровень лог. 1, если возбуждается один из нечетных входов.

Таблица 3

Номер возб. входа	Выходы
Х1	Х2	Х4	Х8

Следовательно:

X1 = y1 + y3 + y5 + y7 + y9.

Аналогично для остальных выходов:

x2 = y2 + y3 + y6 +y7,

x4 = y4 + y5 + y6 + y7,

x8 = y8 + y9.

Этой системе логических выражений соответствует схема шифратора, реализованная на элементах ИЛИ (рис. 23-а). Аналогичным образом можно реализовать шифратор в другом элементном базисе, например, в базисе И-НЕ (рис. 23-б).

.

Рис. 23-а

Рис. 23-б

При выполнении шифратора на элементах И-НЕ должна быть предусмотрена подача на входы инверсных зна­чений, т. е. для получения на выходе двоичного представления некоторой десятичной цифры необходимо на соответствующий вход подать лог. 0, а на остальные входы—лог.1.

Изложенным способом могут быть построены шифраторы, вы­полняющие преобразование десятичных чисел в двоичное пред­ставление с использованием любого двоичного кода.

ДЕШИФРАТОРЫ.

Для обратного преобразования двоичных чисел в небольшие по значению десятичные числа используются дешифраторы (назы­ваемые также декодерами). Входы дешифратора предназначают­ся для подачи двоичных чисел, выходы последовательно нумеру­ются десятичными числами. При подаче на входы двоичного чи­сла появляется сигнал на определенном выходе, номер которого соответствует входному числу.

Дешифраторы имеют широкое применение. В частности, они используются в устройствах, печатающих на бумаге выводимые из цифрового устройства числа или текст. В таких устройствах двоичное число, поступая на вход дешифратора, вызывает появ­ление сигнала на определенном его выходе. С помощью этого сиг­нала производится печать символа, соответствующего входному двоичному числу.

На рис. 24, а приведено символическое изображение дешиф­ратора. Символ DC образован из букв английского слова DECODER. Слева показаны входы, на которых отмечены весовые коэффициенты двоичного кода. Справа — выходы, пронумерован­ные десятичными числами, соответствующими отдельным комби­нациям входного двоичного кода. На каждом выходе образуется уровень лог. 1 при строго определенной комбинации входного кода.

Дешифратор может иметь парафазные входы для подачи на­ряду с прямыми входными переменными и их инверсий, как показано на рис. 24,б.

По способу построения различают линейные и прямоугольные дешифраторы.

а) б)

Рис. 24.