Тема: Моделирование работы шифратора и дешифратора

Цель работы: смоделировать работу шифратора и дешифратора и исследовать выходной код приоритета для микросхемы 4532.

Задачи: соединить шифратор и дешифратор в единую цепь, получить преобразование десятичного кода в двоичный на шифраторе, передать двоичный код в дешифратор, преобразовать его и подтвердить визуально полученный десятичный код. Научиться работать с таблицами состояний микросхем, научиться подключать микросхемы к индикатору, подавать сигналов на входы, знать подключение питания к микросхемам, разбираться в условных графических обозначениях шифраторов и дешифраторов.

Краткие теоретические сведения.

Шифратор (кодер) — (англ. encoder) логическое устройство, выполняющее преобразование позиционного кода в n-разрядный двоичный код. Шифратор выполняет функцию преобразования унарного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.

  

Рисунок 1- Шифратор и дешифратор

Таблица истинности для шифратора 4 в 2 A3 A2 A1 A0 X1 X0  0   0   0    1  0    0  0   0   1    0   0    1  0   1   0    0  1    0  1   0   0    0   1    1

Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то неполным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением:  

где n — число входов,m — число выходов.

Приоритетный шифратор отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются.

Дешифратор - это логическое устройство, работающее следующим образом: он получает на вход закодированный сигнал (двоичный, двоично-десятичный и т.п.), и выдает его на одном из n своих выходов. Существуют другие дешифраторы, преобразующие один код в другой. Число входов дешифратора обычно меньше числа выходов. Примеры дешифраторов:  • дешифратор 2 в 4; дешифратор 3 в 8; дешифратор 4 в 8;  • дешифратор двоично-десятичного кода в двоичный;  • дешифратор двоичного кода в код для 7-сегментного индикатора. В соответствии с кодовой комбинацией на входах дешифратор выдает активный уровень (уровень логической единицы) на одном из выходов. Двоичной комбинации 101 на входах соответствует логическая 1 на выходе Q5 (двоичное 101 равно десятичному 5), на остальных выходах будет 0. 

Рисунок 2 – Дешифратор 3-8

Таблица истинности для дешифратора 3 в 8. 

A2 A1 A0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0  0    0    0   0  0    0   0   0    0   0   1  0    0    1 0  0    0   0   0    0   1   0  0    1    0 0  0    0   0   0    1   0   0  0    1    1 0  0    0   0   1    0   0   0  1    0    0 0 0    0   1   0    0   0    0  1    0    1 0   0    1   0   0    0   0   0  1    1    0 0  1    0   0   0    0   0   0  1    1    1   1   0    0   0   0    0   0   0

Ход работы:

Микросхема 4532 представляет собой шифратор приоритета. Выходной код микросхемы 4532 равен номеру самого старшего входного разряда, в котором содержится логическая "1". Согласно таблицы 3 – таблицы состояния микросхемы, нам важно определить какие сигналы и напряжения на какие входы, при сборке схемы, будем подавать.

Таблица 3 - Сигналы и напряжения, подаваемые на входы микросхемы 4532

Рисунок 3 – Выходы и входы на корпусе микросхемы 4532

Еin (вывод 5 корпуса) подаем логическую единицу +5в, Vdd (вывод 16) – питание 5в,

Vcc ( вывод 8) – земля, GS - подаем логическую единицу +5в, на входы D0-D7 (в EWB I0-I7) подаем унитарный код 0 или 1 через выключатели согласно рисунка 4. Для микросхемы 38dec таблицу состояния рассматривать не будем.

Рисунок 4 – Принципиальная схема соединения шифратора и дешифратора

В результате работы схемы мы преобразуем десятичный унитарный код в двоичный, наблюдая его на индикаторе, передаем в дешифратор по трём линиям и на светодиодах наблюдаем исходный код.

При одновременно нажатии клавиши 6 и 7 срабатывает приоритет старшего кода. Мы наблюдаем на светодиодном индикаторе свечение только О7. Светодиод на выходе О6 не светиться.

Вопросы для защиты

1. Возможен ли шифратор 20*5?

2. Объясните принцип действия шифратора.

3. Объясните принцип действия дешифратора.

4. Какие особенности имеет дешифратор кода для 7-сегментного индикатора?

5. Где применяются шифраторы и дешифраторы?

6. Что означает приоритет кода шифратора?

7. Основные характеристики шифратора и дешифратора?

Лабораторная работа №3

Тема: Исследование работы RS-триггера

Цель работы:

• Ознакомиться с назначением и принципом действия триггеров

• Ознакомиться с практическими схемами RS, D и JK триггеров и исследовать их.