Типовые узлы цифровой схема техники. Комбинационные устройства

Страницы работы

21 страница (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Лекция 5

ТИПОВЫЕ УЗЛЫ ЦИФРОВОЙ СХЕМА ТЕХНИКИ

Тема 5.1 Комбинационные устройства

План:

1 Преобразователи кодов;

2 Шифраторы;

3 Дешифраторы;

4 Мультиплексоры;

5 Демультиплексоры;

6 Компараторы кодов;

7 Сумматоры.

Преобразователи кодов

Операция изменения кода числа называется его перекодированием. ИС, выполняющие эти операции называются преобразователями кодов. Они делятся на простые и сложные.

К простым относятся преобразователи, которые выполняют стандартные операции изменения кода чисел (преобразование двоичного кода в одинарный и обратно).

Сложные преобразователи кодов выполняют нестандартные преобразования кодов и их схемы приходиться разрабатывать каждый раз с помощью алгебры логики.

Интегральные схемы преобразователей кодов выпускаются только для наиболее распространенных операций:

- преобразователи двоично-десятичного кода в двоичный код;

- преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный код;

- преобразователи двоичного кода в код Грея;

- преобразователи двоичного кода в код управления семи сегментными индикаторами;

- преобразователи двоичного или двоично-десятичного кода в код управления шкальными или матричными индикаторами.

Шкальные индикаторы представляют собой линейку светодиодов с одним общим анодом или катодом.

Матричные индикаторы – набор светодиодов, расположенных по строкам и столбцам.

Буквенное обозначение преобразователя кодов : ИД, также выпускаются с буквами ПР. Они могут быть реализованы на ИМС постоянной памяти. Выпускаются с открытым коллектором.

Рисунок – УГО преобразователя кодов, тип К155ПР6.

Рисунок – Преобразователь двоичного кода в код управления семи сегментным цифровым индикатором.

Таблица соответствия кодов:

N

Сегменты Yk

Код Xk

1

2

3

4

5

6

7

8

4

2

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

2

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

3

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

4

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

0

5

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

6

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

7

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

8

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

9

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

1


 Принцип работы: Сам индикатор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором имеются семь сегментов, выполненных из светодиодов. Включением и выключением отдельных сегментов можно получить светящиеся изображения отдельных цифр или знаков.

Примерами простейших преобразователей кодов, которые широко применяются в цифровых устройствах являются шифраторы и дешифраторы.

Шифраторы

Шифраторы – кодовые преобразователи, которые имеют n входов и kвыходов; при подаче сигнала на один из входов (обязательно только на один ) на выходах появляется двоичный код возбужденного входа  n = .

Если все входные сигналы имеют нулевые значения, то на выходе шифратора будет нулевой код  Y0 = Y1 = Y2 = 0.

Рисунок – УГО шифратора, тип К55ИВ1

Рисунок – Схема шифратора

Таблица – Состояние выходов шифратора 8x3:

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

Y2

Y1

Y0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1


Для шифраторов должно выполняться условие  = 0 при i ≠ j.

Принцип построения:

Младший выход, т.е. выход с весовым коэффициентом, равным единице, должен возбуждаться при входном сигнале на любой из нечетных входов, т.к. все нечетные номера в двоичном представление содержат единицу в младшем разряде, следовательно, младший вход – это выход схемы ИЛИ, к входу которой подключены все входы с нечетными номерами.

Следующий выход имеет весовой коэффициент, равный двум. Он должен возбуждаться при подаче сигналов на входы с номерами 2,3,6,7, т.е. с номерами, имеющими в двоичном представление единицу; подключены к входным сигналам, имеющим указанные номера. Старший разряд двоичного кода формируется из входных сигналов с номерами 47,5,6,7, т.е. из четырех старших разрядов единичного кода.

                            Дешифраторы

Дешифратор (decoder) – преобразователь двоичного n – разрядного кода в унитарный - разрядный код, все разряды которого, за исключением одного, равны нулю. Дешифраторы бывают полные и неполные.

Рисунок – УГО дешифратора, тип К555ИД3

У дешифратора активным всегда является только один выход, причем этот номер определяется входным кодом. В стандартную серию входят дешифраторы на 4 выхода - 2 разряда входного кода, на 8 выходов - 3 разряда входного кода и на 16 выходов – 4 разряда входного кода, следовательно, они обозначаются 2 → 4, 3 → 8, 4 → 16. Они различаются входами управления (разрешение/запрет), а также типом выхода (2с или открытый коллектор). Дешифраторы имеют отрицательную полярность на выходе. Считывание информации происходит по тактовому сигналу clock.

Принцип построения: если считать, что входы и выходы упорядочены по возрастающим номерам, т.е. считать, что коду 000 соответствует выход Y0, коду 001 – выход Y1 и т.д., то для полного дешифратора можно записать 8 упорядоченных уравнений:

Реализовать 8 уровней можно с помощью восьми трехвходовых элементов

Похожие материалы

Информация о работе