2.4.4 Зміст звіту

У звіті повинні бути представлені схеми і умовні позначень досліджуваних логічних елементів і таблиць станів, що ілюструють їх роботу, зміряні параметри, висновок про результати досліджень.

3 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ КОДУЮЧИХ І ДЕКОДУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ

3.1 Мета лабораторної роботи

Вивчення принципів роботи, методів синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв, виконаних на основі інтегральних мікросхем, придбання навиків і умінь побудови і перевірки працездатності досліджуваних схем.

3.2 Програма лабораторної роботи

У програму роботи входить дослідження роботи кодуючих і декодуючих пристроїв, виконаних на логічних елементах і у вигляді однієї мікросхеми.

3.3 Теоретичні відомості

Принципи роботи і методи синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв (шифраторів і дешифраторів) приведені в книгах [4, 7, 8].

Кодерами (шифраторами) і декодерами (дешифраторами) називаються пристрою для перетворення вхідних кодів у вихідні. Найчастіше використовуються двійкові кодери і декодери.

3.3.1 Шифратори (кодери)

Двійкові шифратори перетворять код «1 з N» в двійковий код. При подачі рівня логічної одиниці на один з N входів кодера на його виходах формується двійковий код, що відображає номер цього входу. (на інших входах шифратора при цьому є рівень логічного нуля). Існують шифратори, у яких на один з входів подається рівень логічного нуля, на решті входів шифратора при цьому підтримується рівень логічної одиниці.

Одне з основних застосувань шифратора - введення даних з клавіатури, при якому натиснення клавіші з десятковою цифрою повинне приводити до передачі в пристрій двійкового коду даної цифри.

Повний шифратор має N входів і n виходів. Причому N=2n.

Розглянемо приклад побудови двійкового шифратора для вхідного коду «1 з 3». Таблиця 3.1 є таблицею істинності такого кодера. У початковому «незбудженому» стані входи F1, F2, F3 знаходяться в стані логічного нуля. При подачі на один з входів рівня логічне одиниці на виходах а0, а1 з'явиться двійковий код відповідний десятковому номеру «збудженого» входу.

Таблиця 3.1 – Таблиця істинності шифратора (кодера)

Входи			Виходи
F3	F2	F1	a1	a0
Основні комбінації
0	0	0	0	0
0	0	1	0	1
0	1	0	1	0
1	0	0	1	1
Заборонені комбінації
0	1	1	0	0
1	0	1	0	0
1	1	0	0	0
1	1	1	0	0

Використовуючи таблицю 3.1 рівнянь кодера можна представити в наступному вигляді:

(3.1)

У базисі «І-НЕ» вирази (3.1) приймають вигляд:

(3.2)

Враховуючи, що даний кодер має три вхідні сигнали, його таблиця істинності має в загальному випадку рядків. Як видно з таблиці 3.1 код «1 з 3» (як і будь-який код «1 з N») є «надмірним» в сенсі кількості використаних вхідних розрядів. Комбінації в яких більш за один вхідний розряд мають значення «Логічна 1» є для коду «1 з N» забороненими.

Проте, в реальних електронних пристроях такі комбінації можуть зустрічатися. Наприклад, при перетворенні номера натиснутої клавіші в двійковий код, можуть зустрітися ситуації коли одночасно натиснутими виявляються декілька клавіш. При побудові цифрового автомата (шифратора) за виразами (3.1) або (3.2) таким ситуаціям відповідатиме «нульовий» сигнал на обох виходах.

У ситуаціях коли заборонені комбінації на входах шифратора принципово неможливі, вирази, що описують роботу кодера, можуть бути приведені до простішого вигляду:

(3.3)

У виразах (3.3) «нульові» вхідні сигнали не використовуються, оскільки в коді «1 з N» передбачається, що за наявності одного «одиничного» входу усі інші свідомо «нульові».

На підставі отриманих виразів (3.3) будується кодер, показаний на рисунку 3.1.

Аналогічно розглянутому вище будуються кодери (шифратори) з будь-якою кількістю входів.