19.1. Преобразователи кодов
Преобразователи кодов служат для перевода одной формы числа в другую. Важнейшей двоичной формой представления числа является двоичный код. В некоторых случаях, однако, легче производить операции с другими кодами. Поэтому в данном разделе будут рассмотрены комбинационные схемы для преобразования двоичного кода в другие и наоборот.
19.1.1. КОД «1 ИЗ n»
Код «I из n» каждому числу J от 0 до (n — 1) ставит в соответствие одну логическую переменную уj, которая принимает единичное значение только тогда, когда на входе набрано число J, а во всех остальных случаях она равна нулю. Ниже приведена таблица переключении 19.1 для преобразования двоичного кода в код «I из 10». Переменные Хо…Хз представляют собой двоичный код числа J. Непосредственно из этой таблицы можно составить дизъюнктивную нормальную форму перекодирующих функций. Таким образом, булевы функции дешифратора имеют вид:
Преобразователи, реализующие такие логические функции, называются дешифраторами. В случае построения дешифратора в виде интегральной микросхемы часто вместо элементов И используются элементы ИЛИ-НЕ. В этом случае выходные переменные будут представлены в негативной логике.
Типы ИС
Код «1 из 10»: SN 7442 [ТТЛ с открытым коллектором); SN 7445 (ТТЛ); МС 14028 (КМОП).
Код «1 из 16»: SN 74159 (ТТЛ с открытым коллектором); SN 74154 (ТТЛ); МС 14514 (КМОП)-
Применение дешифраторов для программного управления
Дешифратор «1 из n» используется преимущественно при реализации схем управления последовательностью операций. Для этого к его входам подключается двоичный счетчик, благодаря чему последовательно формируются все комбинации входных переменных.
Рис. 19.3 Получение четырехфазной последовательности тактовых импульсов с помощью дешифратора «I из 1б».
Рис. 19.4. Временная диаграмма четырехфазной последовательности тактовых импульсов.
В каждый момент времени только одна выходная переменная имеет единичное значение. Следовательно, событие, которое должно произойти в момент tj, может быть вызвано выходной переменной yi. Если одно и то же событие должно происходить в различные моменты времени, следует лишь объединить соответствующие выходные переменные с помощью функции ИЛИ. Это реализуется особенно просто, когда интегральная схема имеет выходы с открытым коллектором и негативной логикой, что позволяет образовать функцию «монтажное ИЛИ».
В качестве примера на рис. 19.3 приведена схема получения 4-фазной последовательности тактовых импульсов, которые отделены друг от друга постоянными интервалами. В течение каждых трех следующих друг за другом периодов входного сигнала Ф один из четырех выходных тактовых сигналов Ф1-Ф4 равен единице. Выходы у0, у4, у8 и y12 остаются неподключенными, благодаря чему между отдельными тактовыми импульсами на выходе возникает пауза длительностью в один период сигнала Ф. Временная диаграмма работы этой схемы показана на рис. 19.4.
Длина временного интервала определяется частотой входного тактового импульса Ф и поэтому может достигать любой величины. Это является существенным преимуществом по сравнению со схемами на элементах задержки.