4.2 Преобразователи кода.

При решении ряда практических задач, в частности определении двоичного кода номера устройства, сформировавшего на соответствующей линии сигнал, к примеру логической единицы, требуется преобразовать кодовую комбинацию из унитарного кода в двоичный. Эта процедура обратна той, которую выполняет дешифратор.

Так как большинство логических элементов не обладают свойством обратимости и на их активные выходы не допускается подача сигналов, то для решения данной задачи необходимо проектирование специального устройства, которое относится к классу преобразователей кодов.

Таблица его функционирования для восьмиразрядного входного кода выглядит следующим образом. Хотя количество возможных комбинаций входных сигналов 256, она содержит всего 8 строк, так как иных комбинаций, чем представленные, в унитарном коде не существует. Отсюда следует, что набор выходных функцийтакого устройства относится к классу недоопределенных.

Применение карт Карно для их представления в алгебраической форме нецелесообразно, из-за их сложности вследствие большого количества компонент. В таких случаях удобнее использовать нестандартные подходы, позволяющие получить в алгебраическом виде одну из возможных форм связи между входными и выходными переменными. При этом гарантий того, что она окажется минимальной не будет. Однако, имея результат, его в дальнейшем можно трансформировать с целью оптимизации.

Из анализа таблицы видно, что функциястановится равной единице когдалибопринимают единичные значения, а остальные переменные обращаются в нуль. При этом из-за недоопределенности можно считать, что на всех остальных наборах переменныхтакже равна нулю.

Тогда выражения для нее и остальных выходных функций преобразователя кода представленные в дизъюнктивной нормальной форме будут выглядеть следующим образом. Эти же функции можно представить и в конъюнктивной форме. Здесь в выражения входят логические произведения инверсий переменных при единичном значении которых функция обращается в нуль.

Рассматривая работу цифровых устройств с несколько иной точки зрения, их можно использовать для реализации, на первый взгляд не свойственных им функций. Рассмотрим таблицу, описывающую работу преобразователя унитарного кода логических единиц в двоичный и обратное преобразование, выполняемое дешифратором.

Если кодовые комбинации, представленные в строках таблицы, представлять не как наборы нулей и единиц, а как двоичные коды чисел, то преобразователь кода ставит в соответствие числам 1,2,4,8, и т.п. числа 0,1,2,3..., являющиеся показателями степени в которую требуется возвести двойку, чтобы получить исходное число.

Сэтой точки зрения преобразователь кода можно рассматривать как устройство, осуществляющее процедуру логарифмирования определенного набора чисел. Дешифратор осуществляет обратное преобразование, то есть числуkставит в соответствие.

Часто встречающейся разновидностью преобразователей кода являются схемы для управления семисегментными индикаторами, который представляет собой набор обычно из семи полосок-сегментов, расположенных следующим образом. Каждый из них определенным сигналом может быть переведена в одно из двух состояний, отличающихся тем, что в одном из них сегмент может светиться, либо изменить свой контраст.

Сегменты обозначаются латинскими буквами от aдоg. Часто в такой индикатор вводится дополнительный сегментh, выполняющий роль десятичной точки. Комбинируя совокупности, к примеру, светящихся, сегментов можно сформировать изображение любой десятичной цифры и ряда буквенных символов.

Обычновид символа задается двоичным кодом. Соотношения между значениями кодовых комбинаций, цифрами и их представлением (отображением) приведено в таблице. Считая, что единичному значению сигнала управления сегментом соответствует его свечение или изменение контраста, комбинациям двоичного кода символов можно поставить в соответствие наборы значений этих сигналов. Далее необходимо определить функциональные связи,и т.п., после чего можно выбрать логические элементы и разработать принципиальную схему такого устройства.

Такие преобразователи кодов выпускаются промышленностью в составе различных серий микросхем – К514ИД1, К514ИД2, К155ПП4, К555ИД18 и другие.