2.Шифратор
Шифратором (кодером) называют устройство, сигнал 1 на одном из входов которого преобразуется в двоичную кодовую комбинацию на выходах. Максимальное число входов шифратора m определяется числом разрядов кодовой комбинации n, m = 2n. Условное графическое обозначение трехразрядного шифратора приведено на рис.3а
№ |
х0 |
х1 |
х2 |
х3 |
х4 |
х5 |
х6 |
х7 |
F3 |
F2 |
F1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
а) б)
Рис.3
Обычно входы нумеруются по порядку, а на выходах обозначаются вес разрядов. Двоичная кодовая комбинация на выходах соответствует номеру входа, на который подается 1.
Логика работы трехразрядного шифратора представлена в виде таблицы на рис.3б. В таблице приведены не все наборы входных переменных, т.к. шифратор по определению требует 1 только на одном входе. Булевы функции для каждого выхода шифратора запишем исходя из
очевидных логических связей между входами и выходами. Выходная переменная F3 должна быть равна 1, когда или х4 = 1, или х5 = 1, или х6 = 1, или х7 = 1. Таким образом
;
;
(3)
;
Можно показать, что если бы составить таблицу истинности шифратора
со всеми возможными наборами входных переменных, записать по ней булевы функции для выходов F1, F2, F3, провести их минимизацию с учетом факультативных условий, то можно получить те же выражения (3).
Схема шифратора, построенная по булевым функциям (3) приведена на
рис.4.
С
хема
состоит из трех четырех входовых
элементов ИЛИ. Применив к выражениям
(3) теорему де Моргана, можно привести
их к виду:
;
;
(4)
;
В соответствии с преобразованными булевыми функциями (4) схема шифратора будет построена на элементах И-НЕ с инверсией всех входных переменных.
На практике применяются более сложные шифраторы - приоритетные. Особенность такого шифратора состоит в том, что если сигнал 1 подается одновременно на несколько входов, то на выходах формируется кодовая комбинация, равная номеру старшего входа, получившего 1. Это достигается введением в схему дополнительной логики. Именно таким является шифратор К555ИВ1.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Таким образом, в ходе данной лекции рассмотрены принципы построения кодирующих и декодирующих комбинационных устройств, которые широко используются в технике связи и вычислительной технике. Для более глубокого усвоения материала рекомендуется вычертить схемы дешифратора на элементах ИЛИ-НЕ и шифратора на элементах И-НЕ.