Розділ 3. Схемотехніка комбінаційних схем

Тема 3.1. Дешифратори, шифратори, мультиплексори, селектори Дешифратор (Decoder)

Дешифратором називається функціональний вузол комп’ютера призначений для перетворення кожної комбінації вхідного двійкового коду в керуючий сигнал лише на одному із “m” виходів. Цей сигнал називається активним.

Якщо дешифратор має n входів і m=2ⁿ – виходів, то такий дешифратор є повним. Якщо число виходів менше 2ⁿ, то дешифратор називають неповним.

Умовно графічне позначення дешифратора приведене на рис. 1.

Рис. 1. УГП дешифратора: а) на функціональних схемах; б, в, г) на принципових.

У схему дешифраторів вбудовуються один, два або три стробуючих (дозволяючих) входи, наприклад Е рис. 1 або рис. 2. при наявності дозволу дешифратор працює, при його відсутності всі виходи дешифратора пасивні.

Рис. 2 Рис. 4. Рис. 3.

Використання входів дозволу дає змогу досить просто будувати схему дешифратора більшої розрядності вхідного коду. З’єднання двох три розрядних дешифраторів дає декодування чотирозрядного коду, показано на рис. 3. Інтегральна мікросхема КР1533ИД4 – це здвоєний дешифратор 2→4 з інверсними виходами. Цю ІС дешифратора можна використовувати для побудови 8-ми канального дешифратора, рис. 4. В комп'ютерах дешифратори використовують для виконання таких операцій: дешифрації коду операції, записаного в регістр команд процесора, що за­безпечує вибір потрібної мікропрограми; перетворення коду адреси операнда в команді в керуючі сигнали вибору за­даної комірки пам'яті в процесі записування або читання інформації; забезпечення візуалізації на зовнішніх пристроях; реалізації логічних операцій та побудови мультиплексорів і демультиплексорів.

Шифратор (Coder)

Шифратором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для перетворення вхідного m-розрядного універсального коду у вихідний n-розрядний двійковий позиційний код. Умовні графічні позначення шифраторів на схемах показані на рис. 5.

Рис.5. УГП шифратора: а) на функціональних схемах; б) на принципових схемах.

Шифратор має певну кількість входів, причому в кожен момент часу тільки один з них може бути активізованим, в результаті чого шифратор формує двійковий код, структура якого залежить від того, який із входів був у стані збудження.

Задача. Визначити стан виходів шифратора на рис. 6, якщо вхід 5 активізований, а на рис. 7 активізований 6 вхід. Вказати рівні сигналів на входах та виходах шифратора.

Рис. 6. Рис. 7.

У цифрових пристроях шифратори використовують для таких операцій:

• Перетворення унітарного вхідного коду у вихідний двійковий позиційний код;

• Введення десяткових даних з клавіатури;

• Позначення старшої одиниці в слові;

• Передача інформації між різними пристроями при обмеженому числі ліній зв’язку.

Одне з основних застосувань шифратора — введення даних з клавіатури, на­приклад, десяткових цифр. Натискання клавіші з десятковою цифрою 0, 1, …, 9 ма­ють приводити до передачі в цифровий пристрій двійково-десяткового коду цієї циф­ри. Для цього використовується неповний шифратор "з 10 в 4".

Шифратори, які при одночасному натисканні декількох клавіш виробляють код тільки старшої цифри, називаються пріоритетними. Пріоритетні шифратори, які призначені для пошуку старшої (лівої) одиниці в слові та формування на виході двій­кового номера шуканого розряду, називаються покажчиками старшої одиниці. Їх застосовують у пристроях нормалізації чисел з плаваючою комою, в системах з пріоритетним обслуговуванням запитів на переривання роботи комп'ютера.