2015-05-13
6376
Основными видами преобразования информации являются шифрование и дешифрование (сжатие данных и обратное преобразование). Для реализации таких преобразований служат шифраторы и дешифраторы. Они представляют собой комбинационные устройства, поскольку состоят только из логических элементов, а элементов памяти не имеют. Шифраторы преобразуют код «1 из N»в двоичный код, а дешифраторы – двоичный код в код «1 из N».Число разрядов двоичного кода обычно меньше N,поэтому операцию шифрования можно считать сжатием данных. Иными словами, шифратор превращает сигнал 1 на одном из нескольких входных зажимов в выходную кодовую комбинацию. Поэтому для шифратора используется также название «кодер», а на его условном обозначении пишут буквы CD. Дешифратор превращает комбинацию из нулей и единиц на входе в сигнал 1 только на одном единственном из нескольких выходных зажимов. Поэтому для дешифратора используется также название «декодер», а на его условном обозначении пишут DC.
Как и для других комбинационных устройств, для шифраторов и дешифраторов связь между входными и выходными сигналами можно задать с помощью логических функций или таблиц истинности [2]. Для синхронизации выходных сигналов этих преобразователей тактовыми импульсами используют дополнительные входы. В этом случае преобразователи называют стробируемыми. Стробирование – это выделение сигнала в определенный момент времени. Наличие входов стробирования расширяет функциональные возможности шифраторов и дешифраторов.
Дешифраторы широко применяются в устройствах управления, вывода информации на цифровые индикаторы, в коммутаторах для распределения сигналов по различным цепям.
Различают полные и неполные дешифраторы. Число выходов у полного дешифратора N вых = 2 n, а у неполного N вых < 2 n,
где п – число двоичных разрядов (число входов). На рис. 4.3приведено условное графическое обозначение полного стробируемого дешифратора «1 из 8», а табл. 4.3 представляет собой его таблицу истинности.
С помощью дешифраторов в вычислительных устройствах могут быть реализованы различные логические функции, а также преобразование кода одного типа в код другого типа.
Шифратор – это комбинационное устройство, преобразующее код «1 из N»в двоичный код. Полный шифратор имеет 2 n входов и п выходов. Одно из основных применений шифратора – ввод данных с клавиатуры, при котором нажатие на клавишу с десятичной цифрой должно приводить к передаче в устройство этой цифры в двоичном коде. При нажатии любой из десяти цифровых клавиш единица появляется только на одном из десяти входов шифратора X 0, X 1,..., X 9.На выходе шифратора должен появиться двоичный код (y 0 y 1 y 2 y 3)введенного десятичного числа. Из таблицы истинности (табл. 4.4) видно, что в этом случае нужен преобразователь с десятью входами и четырьмя выходами, т.е. так называемый шифратор 10 – 4.
Таблица 4.3
Таблица истинности дешифратора «1 из 8»
| Входная кодовая комбинация | Сигнал на выходе | ||||||||||
| С | x 1 | x 2 | x 3 | Y 0 | Y 1 | Y 2 | Y 3 | Y 4 | Y 5 | Y 6 | Y 7 |
| Любые комбинации нулей и единиц |
Таблица 4.4
Таблица истинности шифратора «10 – 4»
| Десятичное число | Сигнал на входе | Выходная кодовая комбинация | ||||||||||||
| Х 0 | Х 1 | Х 2 | Х 3 | Х 4 | Х 5 | Х 6 | Х 7 | Х 8 | Х 9 | у 3 | у 2 | у 1 | у 0 | |
На выходе у 0единица должна появиться при нажатии любой нечетной клавиши (Х 1, Х 3, Х 5, Х 7, Х 9),т. е. у 0= Х 1Ú Х 3Ú Х 5Ú Х 7Ú X 9.Состояние остальных выходов определяется следующими логическими функциями:
y 1= Х 2Ú Х 3Ú Х 6Ú Х 7; у 2= Х 4Ú Х 5Ú Х 6Ú Х 7; у 3= Х 8Ú X 9.
Следовательно, для реализации указанного шифратора понадобятся четыре логических элемента ИЛИ: пятивходовый, два четырехвходовых и двухвходовый. Условное обозначение такого шифратора показано на рис. 4.4.
| 
|
| Рис. 4.3. Условное обозначение дешифратора «1 из 8» | Рис. 4.4. Условное обозначение шифратора |
