- •«Теория дискретных устройств автоматики и телемеханики в электроснабжении» курс лекций
- •Введение
- •1. Математическое описание дискретных устройств
- •1.1. Системы счисления
- •1.2. Дискретные сигналы
- •1.3. Логические константы и переменные. Логические операции. Логические элементы
- •1.4. Классификация логических устройств
- •1.5. Способы записи функций алгебры логики
- •1.6. Структурная схема логического устройства
- •1.7. Принцип двойственности
- •1.8. Теоремы алгебры логики
- •2. Минимизация функций алгебры логики
- •2.1. Цель минимизации фал
- •2.2. Способ представления фал с использованием карт Вейча – Карно
- •2.3. Минимизация полностью определённой фал
- •2.4. Минимизация недоопределённой фал
- •2.5. Минимизация системы фал
- •3. Техническая реализация логических устройств на реальной элементной базе
- •3.1. Техническая реализация лу на электромагнитных реле
- •3.2. Техническая реализация лу на базе диодной матрицы
- •3.3. Техническая реализация лу на цифровых микросхемах
- •4. Типовые функциональные узлы комбинационных логических устройств
- •4.1. Мультиплексор
- •4.2. Демультиплексор
- •4.3. Шифратор
- •4.4. Дешифратор
- •4.5. Цифровой компаратор
- •4.6. Функция «Исключающее или»
- •4.7. Логические элементы, реализующие сложные функции
- •5. Триггеры
- •5.1. Асинхронный rs-триггер
- •5.2. Синхронный rs-триггер
- •5.3. D-триггер
- •5.4. Т-триггер
- •5.5. Двухступенчатый т-триггер
- •5.6. Двухступенчатый синхронный jk-триггер
- •5.7. Триггер с динамическим управлением
- •6. Счётчики
- •6.1. Двоичный суммирующий счётчик
- •6.2. Двоичный вычитающий счётчик
- •6.3. Двоично-кодированный счётчик
4.4. Дешифратор
Дешифратором или декодером называется логическое устройство для преобразования двоичного или двоично-десятичного кода в десятичный код или в код для отображения информации на семисегментном индикаторе. У дешифратора бывает 2, 3 или 4 входа (n); соответственно 4, 8 или 16 выходов (2n). Если выходов 2n- дешифратор называется полным. Если выходов меньше, чем 2n- неполным.
Рассмотрим неполный дешифратор, преобразующий двоично-десятичный код 1-2-4-8 в десятичный код. Таблица истинности дешифратора представлена в таблице 4.4 и является зеркальным отображением таблицы истинности рассмотренного выше шифратора.
Таблица 4.4
Таблица истинности дешифратора
Х3 |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Q9 |
Q8 |
Q7 |
Q6 |
Q5 |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Из таблицы истинности можно записать систему уравнений ФАЛ дешифратора:
(4.4)
Минимизировать такую систему ФАЛ невозможно. Поэтому для технической реализации дешифратора потребуется десять ЛЭ 4И и четыре инвертора.
Схема дешифратора представлена на рис. 4.7.
Техническая реализация дешифратора обозначается сочетанием букв ИД. Дешифраторы есть во всех сериях микросхем ТТЛ и КМОП. Например, микросхема К155ИД4 содержит два дешифратора (два входа и четыре выхода у каждого), микросхемы К155ИД1 и К176ИД1 – дешифраторы на 10 выходов, К155ИД3 – дешифратор на 16 выходов.
|
Рис. 4.7. Схема дешифратора
На рис. 4.8 представлено условное графическое обозначение микросхемы К155ИД1. Следует отметить, что эта микросхема имеет инверсные выходы.
|
Рис. 4.8. Условное графическое изображение дешифратора К155ИД1
Дешифратор для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора предназначен для работы с устройствами отображения цифр, которые могут быть на светодиодах или на жидкокристаллических индикаторах. Таблица истинности такого дешифратора представлена в таблице 4.5.
Таблица 4.5
Таблица истинности дешифратора семисегментного кода
Цифра |
Двоично-десятичный код |
Семисегментный код | |||||||||
8 |
4 |
2 |
1 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g | |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Дешифратор для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора в серии микросхем ТЛЛ – К514ИД1 и К514ИД2, в серии КМОП – К176ИД2, К176ИД3 и др. Условное графическое обозначение дешифратора К514ИД1 представлено на рис. 4.9 (Г – вход гашения индикации, при логическом нуле на этом входе индикатор отключён).
а) |
б) |
Рис. 4.9. Условное графическое изображение:
а - дешифратор К514ИД1; б – расположение сегментов семисегментного индикатора
С помощью дешифратора можно осуществить техническую реализацию схемы демультиплексора. Пример такой схемы представлен на рис. 4.10.
|
Рис. 4.10. Применение дешифратора для технической реализации демультиплексора