Створення і дослідження шифраторів (позиційного кодув двійковий, двійковий в десятковий) на основі логічних елементів
4.1 Мета роботи
Розробка
схем шифраторів, вивчення методів
перетворення розподільного коду
в двійковий, можливостей побудови
шифраторів більшої ємності на базі
інтегральних мікросхем, які виконують
функції шифраторів меншої ємності,
дослідження їх параметрів.
4.2 Варіанти завдань
4.2.1 Дослідження і синтез повного шифратора 16:4 на основі шифраторів 8:3.
4.2.2 Дослідження і синтез повного шифратора 16:4 на основі шифраторів 4:2.
4.2.3 Дослідження і синтез повного шифратора 16:4 на основі шифраторів 8:3 та 4:2.
4.2.4 Дослідження і синтез повного шифратора 34:5 на основі шифраторів 1:4.
4.2.5 Дослідження і синтез повного шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4 та 8:3.
4.2.6 Дослідження і синтез повного шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4, 8:3 та 4:2.
4.2.7 Дослідження і синтез шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4 та 8:3 для перетворення роздільного коду в двійковий з перевіркою на парність.
4.2.8 Дослідження і синтез шифратора 34:5 на основі шифраторів 16:4, 8:3 та 4:2 для перетворення роздільного коду в двійковий з перевіркою на парність.
4.2.9 Дослідження і синтез шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4 та 8:3 для перетворення роздільного коду в двійковий з перевіркою на непарність.
4.2.10 Дослідження і синтез шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4, 8:3 та 4:2 для перетворення роздільного коду в двійковий з перевіркою на непарність.
4.2.11 Дослідження і синтез шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4 та 8:3 для перетворення роздільного коду в двійковий з постійною вагою, рівною двом.
4.2.12 Дослідження і синтез шифратора 32:5 на основі шифраторів 16:4, 8:3 та 4:2 для перетворення роздільного коду в двійковий з постійною вагою, рівною двом.
4.2.13 Дослідження і синтез шифраторів на основі логічних елементів.
4.3 Основні теоретичні відомості
Шифратор – це комбінована схема, яка перетворює розподільний (позиційний) код у двійковий.
У шифратор
сигнал поступає тільки на один вхід.
Формуючи при цьому відповідний до нього
двійковий код на
виходах. Повний шифратор має
входів і
виходів (скорочена форма запису
).
У випадку, коли потрібне число входів перевищує можливості однієї мікросхеми з обмеженою кількістю виходів, виникає потреба нарощувати структури шифратора.
Для синтезу шифратора заданої розрядності на основі шифраторів меншої розрядності необхідно:
Скласти таблицю істинності синтезованого шифратора.
Описати роботу шифратора перемикальними функціями.
Скласти таблицю істинності і перемикальні функції синтезованого шифратора, що реалізується, на основі шифраторів меншої розрядності.
Розробити варіанти структурної і принципової схем синтезованого шифратора відповідно до перемикальних функцій.
При нарощуванні структури шифраторів відповідно до числа повторюваних груп молодших розрядів вибирається кількість шифраторів меншої ємності, виходи яких об’єднуються по схемі
.
Старші розряди формуються безпосередньо
сигналом або за допомогою додаткового
шифратора, на входи якого поступають
сигнали вибору шифраторів молодших
розрядів.
Розглянемо приклад.
Синтезований повний шифратор 16:4 повинен функціонувати відповідно до таблиці 4.1 .
Роботу шифратора (таблиця 4.1) описують такі перемикальні функції:
(4.1)
Таблиця 4.1 Таблиця істинності синтезованого повного шифратора 16:4
З таблиці
4.1 видно, що молодші розряди утворюють
повторювані групи, які описують
функціонування шифраторів 8:3 та 4:2 (в
таблиці 4.1) групи виділені штриховими
лініями. При використанні для повторюваної
групи свого шифратора 8:3 (
) та приєднанні вхідних сигналів
до шифратора
,
а сигналів
до шифратора
,
шукана нарощувана структура може бути
визначена з таблиці 4.2.
Порівнюючи перемикальні функції (4.1) з перемикальними функціями таблиці 4.2, можна записати підсумковий результат у вигляді перемикальних функцій:
(4.2)
На рисунку 4.1 зображена структурна схема синтезованого повного шифратора 16:4 на основі шифраторів 8:3.
Рис. 4.1 Структурна схема синтезованого повного шифратора 16:4 на основі шифратора 8:3
Таблиця 4.2 Таблиця істинності і реалізовувані перемикальні функції повного шифратора 16:4 на основі шифраторів 8:3
4.4 Порядок виконання робіт циклу
4.4.1 Ознайомитися із метою лабораторної роботи та основними теоретичними відомостями.
4.4.2 Одержати у викладача завдання, відповідно до якого скласти таблицю істинності синтезованого шифратора.
4.4.3 Скласти таблицю істинності та реалізовувані перемикальні функції синтезованого шифратора на основі шифраторів меншої розрядності.
4.4.4 Обгрунтувати структуру нарощуваного шифратора.
4.4.5 Використовуючи засоби автоматизованого проектування MAX+II: створити графічний проект, скомпілювати та провести функціональне моделювання шифратора.
4.5 Контрольні питання
4.5.1 Кодування. Двійковий та розподільний код.
4.5.2 Коди із постійною вагою.
4.5.3 Коди із перевіркою на парність і непарність.
4.5.4 Принцип нарощування структури шифраторів.
4.5.5 Таблиці істинності синтезованих шифраторів.
4.5.6 Перемикальні функції синтезованих шифраторів.
4.5.7 Структурні і принципові схеми синтезованих шифраторів.
Лабораторна робота №5