Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Центр цифровых
образовательных технологий
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Исследование логических схем
Лабораторная работа № 4
по дисциплине:
Электроника 2.1
Исполнители: |
|
|
студент группы 5А94 |
|
Милёшкин А.А. |
|
|
|
|
|
|
Руководитель: |
|
|
преподаватель |
Воронина Н.А. |
|
Томск – 2022
Цель работы
Изучить особенности работы дешифраторов, а также получить практические навыки работы с ними.
Теория
Дешифратором называют комбинационную логическую схему, в которой каждой из комбинаций сигналов на входах соответствует сигнал только на одном из его выходов. Другими словами, дешифраторы преобразуют двоичный код в напряжение логического уровня, появляющееся на том выходном проводе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду. Остальные выходы в этом случае находятся либо в неактивном состоянии, либо в состоянии разомкнутой цепи (Z – состояние). Дешифраторы находят применение в управляющих системах для выдачи управляющих воздействий в те или иные цепи в зависимости от комбинации сигналов на входе. Дешифраторы различаются по ёмкости (2, 3 или 4 бита), по числу каналов (1 или 2), а также форматом входного кода (двоичный или двоично – десятичный).
Промышленность выпускает большой набор дешифраторов. Только в интегральном исполнении ТТЛ логики выпускается 20 функционально различных дешифраторов.
Простейший дешифратор, имеющий 2 выхода и 1 вход, представлен на рисунке ниже. Его возможные состояния представлены в таблице.
Рисунок 1 – Простейший дешифратор
Таблица 1 - Возможные состояния простейшего дешифратора
Вход Х |
Выход |
|
Y0 |
Y1 |
|
H(0) |
B(1) |
H(0) |
B(1) |
H(0) |
B(1) |
Где: Н – низкий уровень, В – высокий уровень
Работу
дешифратора можно пояснить с помощью
диаграмм напряжения, приведенных на
рис.2. Активным уровнем дешифратора,
приведенного на рис.1, является высокий
логический уровень. У других типов
дешифраторов активным может быть низкий
логический уровень.
Рисунок
2
– диаграмма напряжений дешифратора
Программа работы
Собираем схему тестирования дешифратора К1533ИД14.
Рисунок
3 - Схему тестирования дешифратора
К1533ИД14
Протестировав работу схемы заполняем таблицу истинности дешифратора.
Таблица 2 – Истинности дешифратора К1533ИД14
Вход |
Выход |
|||||
Адрес |
Разр. |
Эксперимент |
||||
А1 |
А0 |
Еа |
Y0 |
Y1 |
Y2 |
Y3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
П результатам эксперимента видно, что активный уровень на выходе дешифратора - низкий логический уровень. Разрешение дешифрации наступает при низком логическом уровне на выходе Еа. При высоком логическом уровне на входе Еа дешифратор блокируется: все входы остаются в состоянии 1 независимо от сигналов на входах А1 и А0.
Собираем схему тестирования дешифратора CD4511BE
Рисунок
4 - Схему тестирования дешифратора
CD4511BE
Протестировав работу схемы заполняем таблицу истинности дешифратора.
Таблица 3 – Истинности дешифратора CD4511BE
Входы |
А0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||||||||
А1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||||||||||||||||
А2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||||||||||||
А3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||||||||||||
Выходы |
A |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||||||||||||
B |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
C |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
D |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
E |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
F |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
G |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||
Десятичное число |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
гаш |
гаш |
гаш |
гаш |
гаш |
гаш |
||||||||||||||||
По результатам эксперимента можно сделать вывод, что дешифратор на микросхеме CD4511BE предназначен для преобразования двоично-десятичного кода в код управления семисегментным знакосинтезирующим индикатором (для представления чисел), микросхема предназначена для работы с индикатором с общим катодом.
Вывод
В дешифраторе осуществляется преобразование двоичного кода в любой другой. Дешифраторы применяются в МПС для автоматического выбора того или иного устройства из четырех, восьми, шестнадцати и т.д. различных устройств, число которых равно 2N. Одним из популярных применений дешифраторов является функция преобразования двоичного кода в код семисигментного индикатора. В данной работе была проведена проверка работы дешифратора на микросхеме К1533ИД14 и CD4511BE.
Приложение
