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
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.