Раздел III. Элементная база комбинацион­ных цифровых узлов и устройств Методические рекомендации для студентов

При изучении раздела особое внимание следует обратить на классификацию комбинационных микросхем средней сложности и различные варианты реализации комбинацион­ных узлов на тех или иных микросхемах.

Лекция 5. Сложные комбинационные схемы

В отечественных условных обозначениях этой группы микросхем обычно первой идет буква И, в частности сочетание ИВ обозначает шифраторы, ИД – демультиплексоры-дешифраторы, ИМ – сумматоры, ИП – прочие микросхемы повышенной сложности, например, схемы контроля четности, перемножители, арифметико-логические устройства и др. В эту же группу входят: СП – схемы сравнения кодов, КП – коммутаторы (мультиплексоры) информационных потоков, ПР и ПП – преобразователи кодов, РЕ, РР, РТ, РФ – постоянные ЗУ.

5.1. Преобразователи кодов: классификация, назначение и функционирование

Определим понятие преобразователя – будем называть преобразователем устройство, выходные сигналы которого СООТВЕТ­СТ­ВУЮТ входным по некоторому ПРАВИЛУ (в такой интерпретации усилитель – это преобразователь текущего значения сигнала по правилу … – сформулируйте).

Преобразователи кодов используются для преобразования ФОРМЫ цифровой информации, причем ПРАВИЛО преобразования задается таблицей соответствия. Обычно эта таблица отображает правило сохранения численного значения числовой информации. Численное значение, как правило, выражается в привычной десятичной системе счисления.

Преобразователи кодов имеют n входов и k выходов. Соотношения между числами n и k могут быть любыми: n=k, n>k и n<k. Преобразователи кодов можно разделить на два типа: с невесовым преобразованием и с весовым преобразованием кодов. Примером преобразователей первого типа являются преобразователи двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора десятичных цифр. Преобразователи второго типа используются, как правило, для преобразования числовой информации.

Как и все комбинационные узлы устройств ЧПУ, преобразователи кодов могут быть выполнены на логических микросхемах малой сложности, на микросхемах средней сложности (обычно на коммутаторах), на специальных микросхемах, на ПЗУ и ПЛМ. Выбор конкретного решения зависит от сложности алгоритма перекодирования. В некоторых случаях для этого применяют даже микропроцессоры (например, в клавиатурах современных персональных ЭВМ). На УГО преобразователи кодов обозначаются X/Y или «конкретный код/конкретный код», например G/B (преобразователь кода Грея в позиционный бинарный).

Специальные микросхемы для преобразования различных кодов в двоичный позиционный код (схемы описаны ниже):

• унитарного – шифраторы (CD);

• десятичного – через двоично-десятичный;

• двоично-десятичного – микросхема ПР6;

• двоичного с паритетом – ИП2, ИП5;

• кода Грея – ЛП5, ЛП12;

• кода Джонсона – приоритетный шифратор (PRCD).

Специальные микросхемы для преобразования двоичного кода в различные коды (описаны ниже):

• в унитарный – дешифраторы (DС);

• в двоично-десятичный – микросхема ПР7;

• в двоичный с паритетом – ИП2, ИП7;

• в код Грея – ЛП5, ЛП12, хотя нет смысла;

• в код Джонсона – специальный дешифратор (X/Y).

Рассмотрим поочередно различные преобразователи кодов.