Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Контрольная по СвСУ / схемотехника-учебник.pdf
Скачиваний:
160
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
3.43 Mб
Скачать

выполняемая логическая функция определяется включением транзисторов нижнего этажа;

полярность источника питания Е зависит от типа канала транзисторов нижнего этажа.

Напряжение питания выбирают из условия Е > U0n + U0p , где U0n — пороговое напряжение n-канального транзистора; U0p — пороговое напряжение р-канального транзистора.

Время переключения логических элементов на КМДП-транзис- торах определяется временем перезаряда выходной емкости Свых .

3.5.Комбинационные устройства

3.5.1.Дешифраторы и шифраторы

Дешифраторы. Каждому цифровому сигналу на входах дешифратора соответствуетлогическая1 (илилогический0) наопределенномвыходе.

Так, на одном выходе дешифратора появляется логическая 1, а на остальных — логические 0, когда на входных шинах устанавливается, к примеру, двоичный код десятичного числа «четыре»; логическая 1 на другом выходе и логические 0 на остальных появляются, когда на шинах присутствует двоичный код десятичного числа «пять» и т.д. Таким образом, дешифратор расшифровывает (дешифрирует) число, записанное в двоичном коде, представляя его логической 1 (логическим 0) на определенном выходе.

Число входов дешифратора равно количеству разрядов поступающих двоичных чисел, а число его выходов — полному количеству различных двоичных чисел этой разрядности. Так как каждый разряд двоичного кода принимает два значения, то полное количество n-разрядных комбинаций (n-разрядных двоичных чисел) равно 2n. Такое число выходов имеет любой полный дешифратор.

Рассмотримпринцип, заложенныйвосновепостроениядешифратора. Чтобы выяснить, является ли данное двоичное число ожидаемым, нужно инвертировать цифры в определенных разрядах данного числа (где в ожидаемом числе записаны нули), а затем перемножить цифры всех разрядов преобразованного таким образом числа. Если результатом перемножения будет единица, то данное число является ожидаемым. Если в результате указанных дей-

134

ствий появится нуль, это означает, что нули находятся не в тех или не только в тех разрядах, где они стоят в ожидаемом числе. Поэтому после инверсии цифр в определенных разрядах не все цифры преобразованного числа оказались единицами и их перемножение дало нуль. В соответствии с изложенным дешифратор можно построить на инверторах и конъюнкторах, выходы которых являются выходами дешифратора.

Чтобы на выходе данного конъюнктора появлялась логическая 1, когда на входных шинах присутствует определенный двоичный код, надо соответствующим образом соединить шины с входами конъюнктора. Легко понять, что одни входы конъюнктора должны соединяться непосредственно с теми шинами, на которых при данном коде присутствуют единицы; другие входы с оставшимися шинами должны быть соединены через инверторы.

Пусть на выходе определенного конъюнктора надо получить логическую единицу, если на входных шинах появится, к примеру, код 01011, представляемый совокупностью высоких и низких потенциалов. Если инвертировать потенциалы на шинах третьего и пятого разрядов и реализовать конъюнкцию инвертированных и неинвертированных потенциалов, то результатом будет 1. Очевидно, что если на входных шинах присутствует совокупность потенциалов, отличающаяся от предыдущей хотя бы в одном разряде, то результатом описанных действий будет 0.

Изложенный принцип по-

 

ложен в основу построения

 

схемы на рис. 3.20.

 

Логическая 1 на выходе y0

 

должна фиксировать присут-

 

ствие на входных шинах х3, х2,

 

x1 двоичного кода 000 деся-

 

тичного числа 0; поэтому вхо-

 

ды верхнего по схеме конъюн-

 

ктора должны быть соедине-

 

ны с шинами х3, х2, x1, на каж-

 

дой из которых присутствует

 

логическая 1, когда на вход-

 

ныхшинахх3 = x2 = x1 = 0. Ло-

Рис. 3.20. Линейный дешифратор

гическая 1, к примеру, на вы-

135

ходе y2 фиксирует появление на входных шинахх3, х2 , x1 кодадесятичногочисла2 (010); поэтому входы соответствующего конъюнктора должны быть соединены с

 

шинамих3 , х2 , x1 , накаждойизкоторых

 

имеетсялогическая1, когдах3 = 0, х2

= 1,

 

x1

= 0. Аналогично соединяются с шина-

 

мивходыдругихконъюнкторов.

 

 

 

Дешифратор (рис. 3.20) называется

 

линейным (матричным, одноступен-

 

чатым). В нем каждый конъюнктор

 

получает информацию о всех n разря-

 

дах кода, поэтому число его входов

 

равно n (в данном случае — трем).

 

 

 

На рис. 3.21 изображена схема пира-

Рис. 3.21. Пирамидальный

мидального дешифратора. Предпола-

гается, что входные переменные x , x ,

дешифратор

x1

3

2

 

поступают на него в прямой и инвер-

 

сной формах, благодаря чему схема де-

шифратора не содержит инверторов. В рассматриваемом дешифра-

 

 

торе конъюнкции входных переменных образуют-

 

 

ся постепенно. Вначале создаются всевозможные

 

 

конъюнкции двух переменных х2, x1, затем —

 

 

конъюнкции каждого из этих произведений и тре-

 

 

тьей переменной х3, взятой в прямой и инверсной

 

 

формах, и т.д. Из принципа построения пирами-

 

 

дального дешифратора следует: в нем используют-

 

 

ся двухвходовые конъюнкторы. Количество их на

 

 

входе дешифратора равно четырем, следующее

 

 

«сечение» имеет восемь конъюнкторов, а число их

 

 

на выходе дешифратора такое же, как и в схеме

 

 

рис. 3.20, т.е. в общем случае равно 2n. Каждый из

 

 

выходов устройства, присоединенного к дешифра-

Рис. 3.22.

Схемо-

тору, нагружен только двумя конъюнкторами.

техническое изоб-

Условноеизображениедешифратораприведенона

рис. 3.22. Вданномслучаеонимеетчетыреинформаци-

ражение дешифра-

тора в

соответ-

онныхвхода(накоторыепоступаютразрядывходного

ствии с ЕСКД

кодасвесами8, 4, 2, 1) ишестнадцатьвыходов.

136

Дешифраторы широко используются в цифровой аппаратуре. Так, к одному из его выходов может быть подключено управляемое устройство, на которое будет поступать логический сигнал, когда на входах дешифратора установится определенный двоичный код.

Шифраторы. Шифратор решает задачу, обратную дешифратору: на его выходных шинах устанавливается код, соответствующий номеру входа, на котором появилась логическая 1.

При построении шифратора для получения натурального двоичного кода учитывают, что единицу в младшем разряде такого кода имеют нечетные десятичные цифры 1, 3, 5, 7, т.е. на выходной шине младшего разряда должна быть 1, если она есть на входной шине № 1 или на входной шине № 3 и т.д. Поэтому входные шины под указанными номерами через элемент ИЛИ соединяются с выходной шиной младшего разряда.

Единицу во втором разряде двоичного кода имеют десятичные цифры 2, 3, 6, 7,...; шины с этими номерами через элемент ИЛИ должны подключаться к выходу шифратора, на котором устанавливается второйразрядкода. Аналогичношинысномерами4, 5, 6, 7, ... черезэлемент ИЛИ должны быть соединены с выходом, на котором устанавливается третийразряд, таккакихкодыимеютвэтомразрядеединицу, ит.д.

Схема шифратора, построенная в соответствии с изложенным принципом, изображена на рис. 3.23. Условное изображение шифратора приведено на рис. 3.24.

Шифраторы применяются в устройствах, преобразующих один вид кода в другой. При этом вначале дешифрируется каждая комбинация исходного кода, в результате чего на соответствующем выходе дешифратора появляется логическая 1. Затем этот логичес-

Рис. 3.23. Схема шифратора

Рис. 3.24. Условное изобра-

жение шифратора

137