Лабораторна робота №10 Тема: шифратори, дешифратори й семисегментні індикатори.

Ціль роботи: Вивчення способів організації шифратора й дешифратора для введення з клавіатури десяткової інформації на семисегментний індикатор.

Теоретична частина

Розглянемо функціональну схему калькулятора (рис 1.а). У цій цифровій системі десяткова інформація, що вводиться з клавіатури повинна бути переведена двійково-десятковий код.

Введення Вивід

Клавіатура а)

Десятковий індикатор

Вивід ДДК

Десяткове

Клавіатура введення

9

8

7

6

5

4

3

2

1

б)

Введення ДДК 150 Ом

08

1 4 +5 В

1 2 Загальний анод

1 1

Семисегментний індикатор

в)

Рис. 1. Схеми: а) — функціональна калькулятора; б) - логічна системи клавіатура - шифратор; в) - логічна система дешифратор-індикатор

Ця операція (кодування} виконується цифровим пристроєм, який називається шифратором. Вихідна з ЦП двійково-десяткова інформація переводиться дешифратором у спеціальний код семисегментного індикатора.

На мал. 1.б наведена логічна схема шифратора десяткового ДДК з пріоритетом. У цього шифратора дев’ять десяткових входів, які активізуються L-сигналом, і чотири виходи, з'єднаних зі світловим індикатором. З'єднання із клавіатурою показані ліворуч, кожний занумерований ключ приєднаний на відповідний вхід шифратора. У наведеному на мал. 1.б прикладі показано, що була натиснута клавіша 7, у результаті чого заземлився вхід 7 шифратора. Це спричинить вивід двійково-десяткового числа 0111, яке ми можемо бачити на індикаторі на мал. 1.б. Більшість шифраторів має властивість пріоритету. Це означає, що якщо запит надходить від двох клавіш одночасно, будуть активізовані виходи тієї з них, що відповідає більш високій десятковій величині. Зовсім очевидно, що з'єднання шифратора варто було б доповнити повною схемою системи живлення. У принципі, такий шифратор може виконуватися у формі кристала інтегральної схеми, але він міг би бути складений і з окремих елементів (для цього їх знадобилося б близько 20).

Розглянемо систему дешифратор-індикатор, наведену на мал. 1,в. Цей дешифратор двійково-десяткового коду з виходом на сім сегментів переводить 0111 ДДК у його десятковий еквівалент 7, виведений на семисегментний індикатор на фотодіодах. Використовуваний у цій системі індикатор має загальний анод - всі аноди семи діодів ( що формують сім сегментів) приєднані до висновку +5. У загального джерела живлення. Індикатор на мал. 1,в має L-активні входи, що може бути встановлене по наявності кружків інверсії на входах а-g. Таким чином, для активізації сегмента потрібний один L-сигнал. Відзначимо також, що дешифратор має L-активні сумісні виходи.

Сім опорів між дешифратором і індикатором є елементами захисту, призначеними для обмеження току. У прикладі, наведеному на мал. 1.в, активізовані тільки виходи а, d і с дешифратора (логічний 0). Індикатор на цьому малюнку має тільки одне з'єднання із джерелом +5 В, тоді як шифратор має їх два, вони не наведені на схемі, щоб її не ускладнювати. У дійсності шифратори двійково-десятковий код-індикатор містять також входи для повного стирання (загасання всіх сегментів) і перевірки діодів (запалювання всіх сегментів).

Вправи

1. Шифратор на мал. 2 переводить десяткові сигнали із клавішного пристрою в _________ (ASCII, двійково-десятковий код).

2. Шифратор на мал. 2 має ____ ( Н-, L-активні) входи.

Вхід

110111111

111011111

111101111

011111111

101111111

101111111

111110111

111111011

011111101

i hg f e d c b a

Рис. 2. До вправ 1-3

3. Перелічити 4-розрядні індикації у двійково-десятковому коді на виході для кожного із вхідних імпульсів, зображених на мал. 2.

4. Дешифратор на мал. 3. дозволяє перейти від двоїчно-десяткового коду до ____ (десяткового, шістнадцяткового) коду.

5. Вхідні сигнали дешифратора на мал. 3. є ____ ( Н-, L-активними), а їх вихідні сигнали ____ ( Н-, L-активними).

6. Перелічити десяткові вихідні сигнали (показання індикатора) для кожного вхідного імпульсу на мал. 3.

7. Перелічити активні сегменти для кожного з імпульсів на мал. 3.

150 Ом

1000001000 8

0100010110 4 +5 В

0010110100 2 Загальний анод

0100101101 1

jihgfedcba

Семисегментний індикатор

Рис. 3. До вправ 4-7

ЛІТЕРАТУРА.

1. Описание «Микролаб». (с. 21-22, с. 47-49, с. 97-100).

2. Токхайм Р. Микропроцессоры. Курс и упражнения. (с. 161-168).

3. Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику М., Мир, 1987, (с.109-137).