Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка

Кафедра інформатики

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Основи обчислювальної техніки» на тему:

«Застосування дешифраторів в технічних пристроях»

Студента 3 курсу 34 групи

напряму підготовки 6.040302

Інформатика

Микитюк Андрій Олександрович

Керівник:

доктор технічних наук, профессор

Федорчук Володимир Анатолійович

Національна шкала ___________

Кількість балів:____Оцінка: ЕСТS_____

Члени комісії

___________ Федорчук В. А.

(підпис) (прізвище та ініціали)

___________ Коваленко О . Е.

(підпис) (прізвище та ініціали)

м. Камянець-Подільський, 2013 рік

Зміст

КУРСОВА РОБОТА 1

Розділ 1. Дешифратор та його види 4

1.1. Визначення, основні поняття і класифікація дешифраторів 4

2.2. Мультиплексор 22

Мультиплексор (комутатор) – комбінаційна багатовхідна схема з одним виходом F₁. Входи мультиплексора поділяються на інформаційні х₁, …, х_п і керуючі (v₁, …, v_k). Звичайне 2^k = n, де k і п – число керівних і інформаційних входів відповідно. Код, що поступає на керуючі входи, визначає один з інформаційних входів, значення змінною якого передається на вихід F₁. 22

Література 30

Вступ

Одним з основних вузлів систем автоматичного управління і обчислювальної техніки, систем зв'язку, дискретної вимірювальної техніки і телемеханіки є так звані дешифратори. В сучасних телефонних і телеграфних координатних системах комутації, наприклад, ці вузли становлять велику частину керуючого обладнання.

Слово дешифратор походить від французького слова dechiffrer, що означає розгадувати, дешифрувати. У науково-технічній вітчизняній і зарубіжній літературі дешифратором називають пристрій перетворення сигналів, що приймаються ним в код сприймаючої системи.

Наведене визначення дешифратора є загальним і охоплює досить широкий клас пристроїв. В обчислювальній техніці і телемеханіці – це всілякі пристрої декодування, перетворення представлених величин або виділення тимчасових інтервалів; в системах зв'язку – демодулятори, пристрої розшифровки коду сигналів, які відповідають різним буквам телеграфних апаратів і т. д. В залежності від призначення і виконуваних функцій дешифратором вказане визначення може бути конкретизовано.

Метою дослідження курсової роботи є дослідження застосування дешифраторів в технічних пристроях. Спочатку буде розглянута основна інформація про дешифратор. Далі буде розглянуто які є види дешифраторів. Після чого в курсовій роботі буде розглянуто в яких пристроях використовується дешифратор і в якості чого.

Розділ 1. Дешифратор та його види

1.1. Визначення, основні поняття і класифікація дешифраторів

Дешифратором (або декодером, або виборчою схемою) називається комбінаційний вузол з n входами і N виходами, що перетворює кожен набір двійкових вхідних сигналів в активний інформаційний сигнал на виході, відповідний цьому набору.

Кількість виходів дешифратора дорівнює числу дозволених наборів вхідних сигналів.

У дешифраторі з n входами і N виходами . Дешифратор, що має 2n виходів, називається повним, при меншому числі виходів — неповним.

Наборів двійкових вхідних сигналів дешифратора можна поставити у відповідність n-розрядні двійкові числа. Якщо виходи дешифратора позначити , активний інформаційний сигнал з'явиться на виході тому, значення індексу j, тобто номер виходу, рівний двійковому числу, утвореному набором вхідних сигналів. Таким чином, дешифратор розшифровує поданий на його входи двійковий код числа і формує активний сигнал тільки на відповідному виході, на всіх інших виходах дешифратора сигнали неактивні. Тому дешифратор є перетворювачем двійкового (двійково — десятковий) коду в код “1 із N “.

В ЕОМ дешифратори застосовуються для перетворення кодів операцій в керуючі сигнали у відповідні ланцюги, для перетворення адрес комірок пам'яті в сигнали вибору осередків при запису та зчитуванні інформації з них, для перемикання каналів в багатоканальних комутаторах електричних сигналів, для управління світловими індикаторами і так далі. Функціонування n — входового дешифратора визначається таблицею істинності (таблиця 1.1).

Таблиця 1.1

Входи								Виходи
EN	An-1	An-2	Аn-3	. . .	A1	A0	F0		F1	F2	. . .	FN-2	FN-1
0 1 1 1 . . . 1 1	0 0 0 . . . 1 1	0 0 0 . . . 1 1	0 0 0 . . . 1 1	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0 0 1 . . . 1 0	0 1 0 . . . 0 1	0 1 0 0 . . . 0 0		0 0 1 0 . . . 0 0	0 0 0 1 . . . 0 0	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0 0 0 0 . . . 1 0	0 0 0 0 . . . 0 1

Як випливає з таблиці 1.1, аналітичний опис дешифратора можна уявити сукупністю логічних функцій у СДНФ:

,

,

, ( 1.1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

,

,

де - двійкові сигнали на входах дешифратора, — вихідні сигнали (функції) дешифратора.

EN — сигнал дозволу роботи (стробування) дешифратора.

При EN=1 дешифратор працює як перетворювач коду “1 із N “, при EN=0

на всіх виходах дешифратора встановлюються неактивні сигнали незалежно від вступників наборів вхідних сигналів. Вхід EN може бути інверсним. У цьому випадку звичайна робота дешифратора має місце при EN=0. Дешифратор може мати кілька входів дозволу, які об'єднуються між собою логічною функцією кон’юнкцій.

С хема дешифратора на ЛЕ І і його графічне представлення знаходяться на рис. 1.1,а и рис. 1.1, б, відповідно.

Рис. 1.1 Схеми дешифратора на ЛЕ І

Застосовуючи закон де Моргана, з (1.1) отримаємо сукупність логічних функцій (1.2):

,

,

, ( 1.2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

,

Кожна функція на F_j (1.1) і (1.2) являє собою конституанту одиниці або інверсну конституанту нуля з відповідними номерами. Тому логічні функції

(1.1) і (1.2) можна записати у вигляді:

(1.3)

де m_j і M_j — конституанту одиниці і нуля відповідно,

j — номер набору, на якому m_j дорівнює одиниці, а M_j — нулю.

Дешифратор може застосовуватися:

• як власне дешифратора,

• як демультиплексор при наявності входу дозволу,

• для формування функцій алгебри логіки при побудові комбінаційних вузлів.

Входи дозволу є:

• для тимчасового виділення (стробування) тієї частини вихідного сигналу, яка не має спотворень, що викликаються гонками вхідних сигналів;

• для виконання функції демультиплексування;

• для нарощування розрядності дешифратора, тобто збільшення кількості адресних входів і відповідно виходів.

трьох входового дешифратора. Входи дешифратора (їх називають адресними, оскільки дешифратор розшифровує код номера, тобто адресу пристрою або комірки пам'яті і т.д.) відзначають або порядковими номерами 0,1,2,..., n-1, або вагами двійкових розрядів вхідного слова, тобто 1,2,4,8,...,2n-1, виходи з номерами 0,1,2,..., 2n-1 вхідних наборів сигналів, активізують дані виходи.

Тимчасова діаграма, яка пояснює роботу дешифратора наведено на Рис. 1.2.

Рис. 1. 2

Час затримки поширення сигналу від адресного або стробуючого входів до

виходу становить:

,

де , — середній час затримки поширення сигналу в інверторі і кон’юкторі відповідно.

При побудові дешифратора 3-8 на ЛЕ І-НІ та АБО реалізуються функції:

, ( 1.5)

Такий дешифратор називається дешифратором з інверсними виходами. На виході дешифратора формуються інверсії функцій F_j , тобто активним рівнем виходу буде низький рівень сигналу.

Дешифратори, що випускаються в інтегральному виконанні у вигляді окремих мікросхем

середній ступеня інтеграції серій загального призначення, будуються лінійні дешифратори, мають 2-4 адресних входу. Часто мікросхеми дешифраторів мають кілька входів дозволу, самі входи можуть бути як прямими, так і інверсними, а розподільною функцією є кон'юнкція. Наприклад, дешифратор ІМС ТТЛШ К555ИД7 або КР1533ИД7 має один прямий і два інверсні входи дозволу, об'єднаних між собою кон’юктивно:

.

Рис. 1.3 Дешифратор ІМС ТТЛШ К555ИД7 або КР1533ИД7

Схема DC 3-8 ІМС К555ІД7 і дешифратора наведена на рисунку 1.3, а і б відповідно, а вихідні функції дорівнюють:

, .

В розглянутих схемах дешифраторів (рис 1.1, а 1.3, а) сигнал EN впливає безпосередньо на всі дешифровані логічні елементи та здійснює стробування по виходу. Цей варіант реалізації стробування вимагає збільшення на одиницю числа входів дешифрованих елементів.

С тробування можна реалізувати іншим способом, а саме шляхом дозволу входу всіх дешифрованих елементів прямим і інверсним значеннями одного з адресних сигналів (рис 1.4). Для цього в ланцюзі і прямого та інверсного сигналів змінної А_і включені елементи І, на другі входи яких подається

Рис. 1.4 Стробування дешифрованих елементів до входів ЛЕ

сигнал дозволу EN. При EN=0 формується логічні рівні “0” в ланцюгах як прямого, так і інверсного значень

вхідного сигналу А_і, і всі дешифровані елементи будуть вимкнені на всіх виходах дешифратора будуть діяти неактивні рівні сигналів. При EN=1 відновлюється нормальна передача вхідного сигналу А_і в прямому і інверсному формі на дешифровані елементи. Таким чином реалізується стробування по входу. Стробування по входу економічно по обладнанню, але дещо збільшує затримку дешифратора.

У БІС ЗУ невеликої ємності широко застосовуються лінійні дешифратори з числом адресних входів 5-8, що реалізують одно-координатну вибірку комірок пам'яті.