Счетчики.
Счетчик - узел ЭВМ, позволяющий осуществлять подсчет поступающих на его вход сигналов и фиксацию результата в виде многоразрядного двоичного числа.
Счетчик, состоящий из n-триггеров, дает возможность подсчитывать до N сигналов, связанных зависимостью: n = log2 N или N = 2n.
Содержимое счетчика изменяется на единицу после прихода очередного импульса на вход. В ВМ счетчики используются для подсчета импульсов, сдвигов, формирования адресов, учета количества циклов при выполнении программы, подсчета количества шагов при выполнении операций умножения деления и т.д. Функционально различают суммирующие, вычитающие, реверсивные счетчики.
Счетчик , на котором реализуется микрооперация счета вида С = С + 1, называется суммирующим .
Если на счетчике реализуется микрооперация счета вида С = С - 1, то счетчик называется вычитающим.
Счетчик, на котором реализуются обе указанные операции, называется реверсивным.
Счетчики отличаются друг от друга логикой работы дополнительных логических элементов, подключаемых к триггерам. В основу построения любого счетчика положено свойство Т-триггеров (триггер со счетным входом) изменять свое состояние при подаче очередного сигнала на счетный вход Т.
Шифраторы и дешифраторы.
Для выполнения операций кодирования, т.е. преобразования поступающей информации в двоичную форму, и декодирования – преобразование информации в первоначальную форму, в ВМ используются избирательные комбинационные схемы, которые называются шифраторами и дешифраторами. На рис.2.21 приводятся обозначение дешифратора и шифратора на принципиальных электрических схемах.
X0
0
1
7
0
i
7
0
1
2
CD
DC
0
i
7
X1
Y01
Y01
X1
X2
Y11
Yi1
X3
Y21
Y71
X7
б)
а)
Рис.
2.21 Обозначение шифратора (а) и
дешифратора (б) на принципиальных
электрических схемах
Дешифратор - логическое устройство, преобразующее обыкновенный двоичный код в унитарный (позиционный).
Унитарный код - двоичная последовательность 0, за исключением 1 в одной из позиций. Номер позиции соответствует кодируемому числу.
Дешифратор является преобразователем кода. Дешифратор имеет n входов и 2n выходов. Каждому набору на входе соответствует только одно возбуждение на выходе. Дешифраторы широко используются в ВМ для выбора информации па определенному адресу, для расшифровки кода операции и др
Дешифраторы могут быть линейными и многокаскадными. Простейший линейный дешифратор можно построить на диодной матрице.
Шифраторы кодируют информацию, т.е. по номеру входного сигнала формирует однозначную комбинацию выходных сигналов. Полный двоичный шифратор имеет 2n входов и n выходов. Одно из основных применений шифратора – ввод данных с клавиатуры, при котором нажатие клавиши с десятичной цифрой должен приводить к передаче в устройство двоичной цифры (тетрады двоично-десятичного кода). Процесс шифрования описывается таблицей истинности (табл. 2.4) и логическими зависимостями.
Таблица 2.5
Таблица функционирования шифратора.
-
Возбужденный вход
Выход
а3
а2
а1
а0
F0
0
0
0
0
F1
0
0
0
1
F2
0
0
1
0
F3
0
0
1
1
F4
0
1
0
0
F5
0
1
0
1
F6
0
1
1
0
F7
0
1
1
1
F8
1
0
0
0
F9
1
0
0
1
Выходы шифратора описываются логическими формулами по наличию единицы :
а0=F1 V F3 V F5 V F7 V F9; а1=F2 V F3 V F6 V F7;
а2=F4 V F5 V F6 V F7; а3= F8 V F9.
Основываясь на описании выходов, построим схему шифратора (рис.2.22).
a3
a2
a1
a0
1
1
1
1
F0
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
Рис.
2.22 Схема шифратора числовой
информации