10 Дешифраторы
Дешифратором называется комбинационное цифровое устройство с несколькими входами и выходами, у которого каждой комбинации входных сигналов соответствует активное значение только одного определенного выходного сигнала. Дешифраторы широко используются для преобразования двоичных кодов в управляющие сигналы различных цифровых устройств. Они используются в качестве коммутаторов распределителей информационных каналов и синхроимпульсов, для организации адресной логики в запоминающих устройствах, при выводе символов на печать, для преобразования двоично-десятичного кода в десятичный при управлении цифровыми индикаторами и т.д.
Переключательные функции полного дешифратора имеют следующий вид:
Если число входных равно m, то максимально возможное число выходных шин равно N, где N = 2m, и такой дешифратор называется полным. Различные способы вычисления конъюнкций дают возможность получать разнообразные структуры дешифраторов: линейные, прямоугольные, матричные, пирамидальные. Рассмотрим принцип построения линейного дешифратора.
10.1 Линейные дешифраторы
Таблица истинности трехвходового полного дешифратора с нулевыми активными значениями входных сигналов y представлена в таблице 10.1.
Таблица 10.1
-
N
Вход
Выход
x3
x2
x1
y0
y1
y2
y3
y4
y5
y6
y7
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
2
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
4
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
5
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
6
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
Значения выходных переменных определятся следующими логическими выражениями:
,
,
,
,
,
,
,
.
Реализуется такой дешифратор на восьми трехвходовых ячейках И-НЕ.
С целью расширения функциональных возможностей заведем на вход каждой ячейки управляющий сигнал С. Логические функции входных сигналов при этом будут выглядеть следующим образом:
,
,
,
,
,
,
,
.
Структура устройства, реализующего данные функции, приведена на рисунке 10.1, а.
а − функциональная схема; б − условное графическое изображение дешифратора
Рисунок 10.1 – Линейный дешифратор
Особенности данной
схемы характерны для дешифраторов в
интегральном исполнении. Входные сигналы
инвертируются в самом дешифраторе, что
уменьшает общее число входов, увеличивает
входное сопротивление и уменьшает
входную емкость. Вторая ступень –
линейный дешифратор выполнен на восьми
четырехвходовых ячейках И-НЕ. При высоком
уровне стабилизирующего сигнала
дешифратор переходит в неактивное
состояние, на всех его входах устанавливается
лог.
1, поскольку
на вход каждой логической ячейки
поступает его инверсное значение, равное
лог.
0. В связи с этим на вход
может быть возложена функция управления
или выбора кристалла
.
Вход
можно использовать в качестве
информационного. Последовательный
двоичный код, подаваемый на вход С, будет
поступать на выход, определяемый входным
адресом. Дешифратор при этом именуется
демультиплексором («дешифратор-демультиплексор»).
При наращивании разрядности дешифратора
на вход
подается инверсное значение старшего
разряда адреса x4.