Лекция 3. Шифраторы. Дешифраторы.
Шифратор или кодер (coder или encoder) – это ЦУ, выполняющее двоичное кодирование числовой информации, то есть преобразование десятичных чисел в кодовые слова.
Л
юбой
шифратор имеет входы для нужных десятичных
чисел и выходы для соответствующего
кодового слова.
В виде микросхем в основном выпускаются шифраторы двух видов:
Шифраторы 10х4 (10 входов и 4 выхода) для преобразования любых десятичных чисел в двоично-десятичный код "8421". Так как десятичные числа могут содержать цифры от 0 до 9, то такие шифраторы должны иметь десять входов для указанных цифр. Код "8421" четырехразрядный (см. табл. 3.2), поэтому шифраторы будут иметь 4 выхода для данного кода. В качестве примера можно привести микросхему К555ИВ3 (рис. 3.3), аналогом которой является микросхема SN74LS147N фирмы "Texas Instruments, где выходы для кода "8421" обозначены A, B, C, D.
Применяются они преимущественно при вводе цифровой информации с помощью клавиатуры.
Ш
ифраторы
8х3, выполняющие преобразование первых
восьми десятичных чисел от 0 до 7 в
трехразрядный двоичный код (см. пункт
3 в § 3.1). Используются они в основном
для управления работой других ЦУ. Для
примера рассмотрим микросхему К555ИВ1
(рис. 3.4), аналогом которой является
микросхема SN74LS148N
фирмы "Texas
Instruments".
Она имеет восемь входов для цифр 0…7 и
три выхода А0, А1, А2 для трехразрядного
двоичного кода.
Микросхема К555ИВ1, как и подавляющее большинство других ИМС цифровых устройств, кроме основных выводов (в данном случае входов для десятичных цифр и выходов для кода) имеет разрешающий вход (см. окончание § 2.10) EI (enable input). Шифратор будет срабатывать только в том случае, если на вход EI подать активный разрешающий сигнал. Если же на входе EI установить пассивный уровень сигнала, то и на всех выходах также будут устанавливаться пассивные сигналы.
И, наконец, микросхема имеет два дополнительных вывода, назначение которых выясним по справочной литературе:
ЕО (enable output) – разрешение по выходу. Здесь формируется сигнал 0 только при наличии разрешения и пассивных сигналах на входах всех цифр.
GS (group signal) – групповой сигнал. На этом выходе формируется сигнал 1 только при отсутствии разрешения или при его наличии и пассивных сигналах на входах всех цифр.
Синтез и анализ работы шифраторов на микросхемах логических элементов.
Рассмотрим для примера построение шифратора, выполняющего преобразование десятичных чисел в двоично-десятичный код "8421".
Определяем количество и назначение входов и выходов:
Такой шифратор будет иметь десять входов для всех десятичных цифр 0…9 и 4 выхода для четырехразрядного кода "8421".
Строим таблицу истинности шифратора (табл. 3.5). В этой таблице укажем значения кода "8421" для каждой десятичной цифры, пользуясь таблицей 3.2. Обозначение выходов для кода делаем такое же, как и в микросхеме КР1533ИВ3.
Входы десятичных цифр |
Выходы кода "8421" |
|||
Х |
D |
C |
B |
A |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Для каждого выхода шифратора записываем СДНФ:
.
.
.
.
Переходим к базису И-НЕ и определяем требуемое количество логических элементов:
.