Двоичные дешифраторы
Дешифратором (ДС) называют комбинационное логическое устройство, преобразующее двоичный n – разрядный код числа, поступающего на его входы, в сигнал только на одном из выходов. ДС имеет n входов, причем на каждый из входов поступает определенный разряд дешифрируемого кода. Число выходов ДС равно количеству возможных кодовых комбинаций, т.е . Каждой кодовой комбинации соответствует сигнал I, появляющийся на определенном выходе ДС, на остальных выходах при этом вырабатывается сигнал 0. В схемах ДС с инверсными выходами при поступлении на входы определенного кода на соответствующем выходе вырабатывается сигнал 0, а на остальных выходах – сигнал I.
Выходы
n
– разрядного ДС
могут быть описаны конституентами
единицы n
– переменных:
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дешифратор трехразрядного кода функционирует в соответствии с таблицей истинности.
Таблица 4.2.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Очевидно, что каждый вход ДС описывается «своей» конституантой единицы.
Рисунок 2.
,
,
Схемная
реализация ДС достаточно проста. В
соответствии с уравнениями (3.1) каждый
из сигналов
может быть выработан схемой И, на входы
которой подается соответствующий набор
переменных
При этом ДС в целом представляет собой
совокупность
конъюнкторов.
На рис 4.2.1 в качестве примера приведена схема трехразрядного ДС, выполненного на элементах «И» и имеющего парафазные входы (входы для прямых и инверсных значений разрядов). Кроме информационных входов ДС обычно имеет один или два входа разрешения работы, обозначаемых как EN (Enable). При наличии разрешения по этому входу EN=1, ДС работает обычным способом, а при отсутствии (EN=0), ДС пассивны. Например, запись выходного сигнала ДС на нулевом наборе
.
Условное графическое изображение этого
ДС приведен на рис 4.2.2 инверсные входы
не отмечены.
Рисунок 4.2.1
Характерной
особенностью рассмотренной схемы ДС
является то, что каждая функция
реализуется на отдельном конъюнкторе
и, следовательно, для дешифрации n
– разрядного кода по такой схеме
потребуется n
– в ходовые логические элементы. ДС,
построенные по такому принципу,
называются линейными
или матричными.
Промышленность выпускает логические элементы с ограниченным числом входов, поэтому линейные схемы могут дешифрировать коды ограниченной разрядности. Для дешифрации кодов, разрядность которых превышает число входов базовых логических элементов, используют другие схемные решения ДС, а именно: пирамидальные и ступенчатые(прямоугольные) ДС.
Рисунок 4.2.2
Пирамидальные – ДС вне зависимости от разрядности дешифрируемого кода строятся на двухвходовых логических элементах. Схема пирамидального ДС состоит из нескольких уровней. В первом уровне вырабатываются конъюнкции двух младших переменных. В следующем уровне каждая конъюнкция умножается на третью переменную или ее инверсию и т.д., от уровня к уровню, до получения конституант требуемой разрядности.
На рис 4.2.3 приведена схема пирамидального ДС трехразрядного двоичного кода.
Рисунок 4.2.3
Возможность построения схемы на логических элементах, имеющих ограниченное число входов, является достоинством пирамидальной схемы. Однако по быстродействию пирамидальные ДС уступают линейным. Время задержки распространения сигнала от входа до выхода в пирамидальной схеме в m-1 раз больше, чем в линейной схеме той же разрядности (m – число уровней в схеме ДС).