Лабораторная работа №5 воскресенье, 9 марта 2025 г.

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ и РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет информационных технологий и управления

Кафедра ЭВМ КСиС

Вычислительные машины и системы

Лабораторная работа № 5

Проектирование шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров, демультиплексеров в системе EWB

Минск

2012

1 Шифраторы, Дешифраторы

1.1 Краткий справочный материал

1.1.1 Дешифратор

Дешифратор - это комбинационное устройство, предназначенное для преобразования параллельного двоичного кода в унитарный, т.е. позиционный код.

Как правило, указанный в схеме номер вывода дешифратора соответствует десятичному эквиваленту двоичного кода, подаваемого на вход дешифратора в качестве входных переменных, вернее сказать, что при подаче на вход устройства параллельного двоичного кода на выходе дешифратора появится сигнал на том выходе, номер которого соответствует десятичному эквиваленту двоичного кода. Отсюда следует то, что в любой момент времени выходной сигнал будет иметь место только на одном выходе дешифратора.

В зависимости от типа дешифратора, этот сигнал может иметь как уровень логической 1 (при этом на всех остальных выходах уровень логического 0), так и уровень логического 0 (при этом на всех остальных выходах уровень логической 1). В дешифраторах каждой выходной функции соответствует только один минтерм, а количество функций определяется количеством разрядов двоичного числа.

Если дешифратор реализует все минтермы входных переменных, то он называется полным дешифратором (в качестве примера неполного дешифратора можно привести дешифратор двоично-десятичных чисел).

В условных обозначениях дешифраторов и шифраторов используются буквы DC и CD (от слов decoder и coder соответственно). Если количество двоичных разрядов дешифруемого кода обозначить через n то число выходов дешифратора должно быть m = 2ⁿ. Таким образом, дешифратор содержит число выходов, равное числу комбинаций входных переменных, например, число входов равно n = 3, то число выходов равно m = 2³ = 8. Если часть входных наборов не используется, то дешифратор называют неполным и у него N_вых < 2ⁿ.

В ЭВМ с помощью дешифраторов осуществляется, например, выборка необходимых ячеек запоминающих устройств, расшифровка кодов операций с выдачей соответствующих управляющих сигналов и т.д.

Если входные переменные представить как двоичную систему записи чисел, то логическая единица формируется в том выходе, номер которого соответствует десятичной записи того же числа.

Рассмотрим пример синтеза полного дешифратора 3  8. Это означает, что количество разрядов двоичного числа - 3, количество выходов - 8. Функционирование дешифратора описывается системой логических уравнений составленных на основе следующей таблицы состояний.

Таблица 1 - Таблица состояний дешифратора

Х3 Х2 Х1	Z0 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7
Входы	Выходы
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Как следует из таблицы состояний, каждой функции соответствует только один минтерм. Заметим, что для реализации полного дешифратора на n входов (переменных) потребуются m = 2ⁿ элементов конъюнкции (количество входов каждого элемента “И” равно n) и n элементов отрицания. На рисунке 1 приведен вариант синтезируемой схемы линейного дешифратора.

Рисунок 1- Схема полного дешифратора 3  8