УТВЕРЖДАЮ
НАЧАЛЬНИК КАФЕДРЫ
полковник
Г.Журбин
февраля 2006 года
Тема №2 Узлы цифровых устройств
(тексты лекций)
Обсуждены на заседании
ПМК " " февраля 2006года
Протокол № 4
Новочеркасск 2006год
Занятие 1. Шифраторы и дешифраторы
Учебные, методические и воспитательные цели:
1. Изучить принципы построения кодирующих и декодирующих
устройств.
2.Показать приемы активизации аудитории.
3. Воспитывать уважение к цифровым и импульсным устройствам.
Время: 2 часа.
Плен лекции
-
№
п/п
Учебные вопросы
Время,
мин.
1.
2.
3.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.Дешифратор.
2.Шифратор.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5
80
40
40
5
Материальное обеспечение:
1. Компьютерный комплекс.
2. Демонстрационная программа "Шифраторы и дешифраторы".
3. Плакат "Сумматоры, дешифраторы".
Литература:
1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.Горячая линия – Телеком, 2000г., с.110-117.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
На данной лекции будут рассмотрены устройства, с помощью которых осуществляется преобразование кодов, а также решается целый ряд специфических задач по формированию и распознаванию кодовых комбинаций. Эти устройства получили название шифраторы и дешифраторы. Они относятся к классу комбинационных устройств и строятся на основе логических элементов.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Дешифратор
Дешифратором (декодером) называют устройство, преобразующее кодовую комбинацию, поступающую на входы, в сигнал 1 на одном из выходов.
В общем случае это устройство с m входами и n выходами, причем
число выходов n=2m. Как правило, входы обозначаются весами двоичных разрядов, а выходы нумеруются от 0 до n-1.
Для примера на рис.1а показано условное графическое обозначение трехрязрядного дешифратора.
№ |
х3 |
х3 |
х3 |
F0 |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
F6 |
F7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
а) б)
Рис.1
Обычно номер выхода дешифратора, на котором появляется сигнал 1, равен двоичному числу поданной на входы кодовой комбинации. Логика работы такого дешифратора представлена таблицей на рис.1б.
На основании таблицы истинности запишем систему булевых функций для каждого выхода:
;
;
;
;
(1)
;
;
;
;
Как
видно из выражений (1), каждый выход
дешифратора определяется 
набором
входных переменных или их отрицаниями.
По полученным булевым функциям строится
схема дешифратора, которая будет
содержать 8 элементов И на три входа
каждый. Для получения инвертированных
значений входных переменных на каждый
вход необходимо поставить инвертор.
Схема дешифратора приведена на рис.2
Такой дешифратор получил название линейный. Он обладает достаточно высоким быстродействием, но требует элементов И с большим количеством входов.
Линейный
дешифратор может быть построен и на
элементах ИЛИ-НЕ. Для этого к выражениям
булевых функций (1) необходимо применить
теорему де Моргана. Тогда они преобразуются
к виду:
;
;
;
;
(2)
;
;
;
;
Схему данного дешифратора рекомендуется построить самостоятельно.
На практике часто встречаются стробируемые дешифраторы, т.е. такие дешифраторы, у которых распознавание входной кодовой комбинации и появление 1 на выходе происходит только при подаче импульса на специальный вход. Для этого число входов элементов должно быть увеличено на единицу, а стробирующий импульс должен подаваться на один из входов каждого элемента.
Рассмотренные дешифраторы находят широкое применение в технике связи и изготовляются в виде типовых микросхем, например, К555ИД3 страбируемый дешифратор 4х16.