3.1.3. Разработка схемы дешифратора и его работа
Двоичные дешифраторы относятся к преобразователям кода. На вход дешифратора поступают коды символов, которые преобразуются в значения символов (двоичной код преобразуется в код «один из N»). Дешифратор, имеющий N входов, не может иметь больше 2N выходов. В зависимости от входного двоичного кода на выходе дешифратора возбуждается один и только один выход.
В качестве примера рассмотрим построение дешифратора двоичного кода (8421) цифр в десятичные цифры, каждая из которых имеет свой выход (задача, обратная рассмотренной при изучении шифратора).
У дешифратора на входы поступают коды символов, которые преобразуются (декодируются) в символы, вызывающие появление активного уровня сигнала только на одном выходе. Его работа описывается той же, что и работа шифратора, таблицей 3.1, в которой меняются местами входные и выходные переменные: входными переменными будут коды десятичных цифр - значения X1, X2, X4, X8, а выходными – выходы самих десятичных цифр Y0 – Y9.
Построение дешифратора также начинается с записи описывающих его работу логических выражений. Так как на каждом выходе активный уровень (единица по таблице 3.1) появляется только при строго определенной комбинации входных переменных, то следует взять конъюнкцию входных переменных, а те из переменных, которые в коде цифры принимают значение нуля, проинвертировать, чтобы конъюнкция оказалась равна единице:
Для построения схемы рассматриваемого дешифратора необходимо взять 10 элементов И на 4 входа каждый и соединить их в соответствии с выше приведенной системой уравнений (рис. 3.4).
Рис 3.4. Схема дешифратора
Теперь, если подать на входы какой-либо код в соответствии с таблицей 3.1, получим уровень единицы только на одном выходе (код символа которого задан входными переменными), на остальных же выходах будут уровни логического нуля.
Построение схем шифратора и дешифратора состоит из одинаковых этапов (составление таблицы работы, которая у них совпадает, составление по таблице системы логических выражений, в которой входные переменные для шифратора являются выходными для дешифратора и наоборот, приведение системы логических выражений к требуемому базису и построение схемы в соответствии с полученной системой). Необходимо обратить внимание на то, что при описании работы шифратора используют логические суммы (дизъюнкции) входных переменных, тогда как у дешифратора – логические произведения (конъюнкции).
Промышленностью выпускаются микросхемы дешифраторов на ограниченное число входов и выходов (обычно на четыре входа). Обычно они имеют инвертированные выходы (формируют инверсию выходных сигналов) и один или несколько управляющих входов. При запрещении работы микросхемы на выходе обычно устанавливается высокий уровень. На рис. 3.5 в качестве примера приведена ИМС дешифратора К155ИД3, работа которого описывается таблицей 3.3. Входы для подачи кодов сигналов обозначены 1, 2, 4, 8, соответствующие кодам выходы обозначены числами 1-15. Входы Е1 и Е2 служат для разрешения работы дешифратора. Причем его работа разрешена только в том случае, когда на оба разрешающих входа поданы уровни логического нуля.
Работа дешифратора К155ИД3 Таблица 3.3
-
Входы
Выходы
Е1
Е2
1
2
4
8
0
1
2
3
4
…
15
1
*
*
*
*
*
1
1
1
1
1
…
1
*
1
*
*
*
*
1
1
1
1
1
…
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
…
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
…
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
…
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
…
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
…
.
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
…
0
На базе выпускаемых микросхем дешифраторов можно реализовать дешифратор на любое число разрядов. Для расширения числа входов и выходов дешифраторы объединяют в несколько ступеней, причем входы дешифраторов второй ступени подключаются к выходам дешифраторов первой ступени и так далее (рис. 3.6). Дешифратор старших разрядов (входы Х3-Х5) определяет, какой из дешифраторов младших разрядов (Х0-Х2) входного кода будет работать. Младшие разряды кодов поступают на все входы младших дешифраторов параллельно.
Рис. 3.5 Дешифратор К155ИД3 Рис.3.6 Расширение входов
и выходов дешифраторов