Шифраторы. Составление таблиц истинности шифраторов

Лабораторная работа 2.2 Шифраторы

Основные теоретические положения

Шифраторомназывается устройство, предназначенное для преобразования чисел, например, из десятичной системы в двоичную систему счисления. Основное применение шифраторов – это введение информации с клавиатуры. Обозначение CD(n-m), где n – количество входов, m – число выходов.

Схема и таблица истинности CD(4 – 2) представлены на рис. 1 и в табл. 1, где X₀, X₁…X₃ входные сигналы, номер которых представляет десятичный код. Выходные значения Y₀, Y₁ в двоичном коде, старший разряд Y₁.

Файлы для моделирования этих элементов расположены в папке Lab_2_2\Модели.

Таблица истинности CD(4 – 2)                         Таблица 1

Номер входа X (N10)	Выходной код Y (N2)
	Y1	Y0
0	0	0
1	0	1
2	1	0
3	1	1

Рис. 1 Шифратор CD(4-2) на логических элементах ИЛИ

Уравнения работы шифратора CD(4-2):

 

Задание 1. С помощью комбинаций входных сигналов изучить работу CD(4-2) файл L2_CD_01.ewb, и его таблицу истинности.

Задание 2. Составить таблицу истинности (табл. 2) шифратора CD(4-2), изображенного на рис. 2.

Таблица истинности CD(4 – 2)                         Таблица 2

Номер входа X (N10)	Выходной код Y (N2)
	Y1	Y0
0
1
2
3

Рис. 2 Шифратор CD(4-2) на логических элементах ИЛИ-НЕ (файл L2_CD_04.ewb)

1 Приоритетный шифратор

Шифратор называют приоритетным, если он формирует код, определяющий номер единицы, стоящей в старшем разряде, из других имеющихся единиц.

Таким шифратором является CD(8-3) выполненный на микросхеме (рис. 3), файл L2_CD_02.ewb.

Шифратор имеет служебные входы и выходы:

• Разрешающий вход (инверсный) EI=0 – шифратор преобразует входной код, если  EI =1, то на всех информационных выходах шифратора появляются единицы.
• Выход GS в данном шифраторе указывает на использование всех разрядов шифратора и его переполнение (все единицы).
• Выход EO= 1 определяет отсутствие сигналов на всех информационных выходах.

Особенность данной схемы: номер старшей единицы преобразуется в код, если имеются единицы во всех младших разрядах. Область применения – аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

Рис. 3 Приоритетный шифратор CD (8-3)

Задание 3. Заполнить таблицу истинности (табл. 3) приоритетного шифратора CD(8-3) используя модель: файл L2_CD_02.ewb.

Клетки таблицы в разделе «Информационные входы», где может находиться 0 или 1, не оказывая влияния на результат шифрации в разделе «Выходы», заполнить знаком «Х».

Таблица истинности CD(8 – 3)                                                                        Таблица 3

№	Служебный вход	Информационные входы								Выходы
	EI	X7	X6	X5	X4	X3	X2	X1	X0	EO	Y2	Y1	Y0
0	0									1	0	0	0
1	0									1	0	0	1
2	0									1	0	1	0
3	0									1	0	1	1
4	0									1	1	0	0
5	0									1	1	0	1
6	0									1	1	1	0
7	0									1	1	1	1
8	0									0	1	1	1
9	1										1	1	1

Вывод:

- Если при достижении амплитудного значения изменяющегося во времени аналогового сигнала уровней 1, 2…7 (столбец «№» табл. 3) будет замыкаться соответствующий ключ – на выходе приоритетного шифратора получим цифровой код для этого значения сигнала. Этот принцип использован в параллельных АЦП.Вход EI в таблице 3 и модели инверсный.

- Шифраторы являются преобразователями кодов, причем результирующий код более компактен, чем исходный.

2 Указатель старшей единицы

Приоритетный шифратор CD(8-3) выполнен на микросхеме (рис. 4), файл L2_CD_03.ewb. Шифратор выявляет старшую (левую) единицу, в отличие от предыдущей схемы в младших разрядах, при этом, могут быть также нули, и формирует двоичный код соответствующего единице десятичного номера.

Он называется указателем старшей единицы и исключает ошибки, например, при одновременном нажатии двух клавиш клавиатуры, применяется в работе светофоров и т.д.

Выход GSшифратора, указывает на наличие информационного сигнала хотя бы на одном входе. Для разрешения работы на вход подается единица EI=1.

Рис. 4 Указатель старшей единицы CD (8-3)

Задание 4

Заполнить таблицу истинности (табл. 4) указателя старшей единицы CD(8-3), используя модель: файл L2_CD_03.ewb.

Клетки таблицы в разделе «Информационные входы», где может находиться 0 или 1, не оказывая влияния на результат шифрации в разделе «Выходы», заполнить знаком «Х».

Таблица истинности CD(8 – 3)                                                                           Таблица 4

№	Служебный вход	Информационные входы								Служебные выходы		Информационные выходы
	EI	X7	X6	X5	X4	X3	X2	X1	X0	EO	GS	Y2	Y1	Y0
0	1											0	0	0
1	1											0	0	0
2	1											0	0	1
3	1											0	1	0
4	1											0	1	1
5	1											1	0	0
6	1											1	0	1
7	1											1	1	0
8	1											1	1	1
9	0

Задание 5. Перечислить, где и для каких целей применяются шифраторы.

Выводы:          

Шифраторы являются преобразователями кодов, причем результирующий код более компактен, чем исходный.

Служебные входы и выходы шифраторов используются для расширения их функциональных возможностей:

- вход EI(бывает прямым или инверсным) служит для определения момента времени, когда шифратор должен преобразовать код. Это позволяет согласовать его работу с другими устройствами, когда они готовы передавать и считывать информацию с шифратора.

- выходы GSи EO  используются с целью увеличения разрядности путем выработки сигналов для подключения  дополнительных шифраторов.  

Шифраторы применяются, например, для преобразования десятичного кода двоичный при вводе информации с клавиатуры в компьютер (калькулятор, сотовый телефон), в аналового-цифровых преобразователях и т.д.