Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебное пособие, страница 21

Число  -50 :

                  

   Рисунок 2.18 -  Число   - 50  в формате с плавающей запятой и скрытой единицей мантиссы

3  Комбинационные устройства

Комбинационные устройства состоят из логических элементов.  Выходной сигнал в любой момент времени определяется состоянием входов и пропадает после снятия входных сигналов. Наиболее известным представителем такого класса схем является дешифратор.

3.1 Дешифратор и шифратор

Дешифратор (декодер)  служит для преобразования n-разрядного позиционного двоичного кода в единичный выходной сигнал на одном из 2ⁿ выходов. Потому полный декодер имеет  n-входов  и  2ⁿ-выходов.

Составим таблицу истинности декодера при  n = 2 (рис. 3.1).

№	a	b	Y0	Y1	Y2	Y3
0	0	0	1	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0
2	1	0	0	0	1	0
3	1	1	0	0	0	1

                        Рисунок 3.1 – Таблица истинности декодера

Составим систему собственных функций (ФАЛ для каждого выхода):

                                                                             

по этой системе несложно построить схему дешифратора, которая представляет собой четыре двухвходовых  конъюнктора (рис. 3.2):                          

                                                      

                           Рисунок 3.2 – Схемная реализация декодера

Условное обозначение декодера показано на  рис. 3.3.

                                                           

Рисунок 3.3 – Условное обозначение  декодера

Декодеры выпускают в виде отдельных микросхем.  Например,  ИМС К155ИД3 полный декодер 4*16 (рис.3.4)

                                                                                                      

Рисунок 3.4 – Декодер  К155ИД3

       Обратите внимание, что четырёхразрядное двоичное число  abcd подаётся на   входы по старшинству (согласно своему весу).                                 

Декодер можно синтезировать с управляющим  входом,  например, входом  V.

Для этого составим таблицу истинности (рис. 3.5):

№	V	a	b	Y0	Y1	Y2	Y3
0	1	0	0	1	0	0	0
1	1	0	1	0	1	0	0
2	1	1	0	0	0	1	0
3	1	1	1	0	0	0	1
4	0	-	-	0	0	0	0

                   Рисунок 3.5 – Таблица истинности декодера с входом  V

      Таблица истинности составлена так, что при V=1 декодер работает как обычно, а при V=0 на всех выходах будут нули. Система собственных функций:

                                                      

По этим выражениям нетрудно построить схему (рис. 3.6).

                                                 

      Рисунок 3.6 – Декодер с управляющим входом V (valve - клапан)

Декодер является простейшей схемой, но  на его основе создают другие, более сложные комбинационные устройства.

Шифратор.

Шифратор (кодер)  выполняет функцию, обратную декодеру, то есть преобразует непозиционный (унитарный) двоичный код   в  n - разрядный позиционный.

Составим таблицу истинности  шифратора при n = 2 (рис. 3.7)

№	Z0	Z1	Z2	Z3	a	b
0	1	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0	1
2	0	0	1	0	1	0
3	0	0	0	1	1	1

                             Рисунок 3.7 – Таблица истинности  кодера