Лабораторная работа №4.

Тема: «Ознакомление с дешифраторами. Синтез схем на логических элементах и библиотечных микросхемах».

Цель работы: Синтезировать дешифраторы на логических элементах, исследовать работу дешифраторов с помощью ключей семисегментных индикаторов и светоизлучающих диодов, рассмотреть работу дешифраторов в микросхемном исполнении.

Приборы и устройства: персональный компьютер и программа EWB 5.12.

Дешифратор (декодер) – устройство с несколькими входами и выходами, у которого определённым комбинациям входных сигналов соответствует активное состояние одного из выходов, т.е. дешифратор является обращённым по входам демультиплексором, у которого адресные входы стали информационными, а бывший информационный вход стал входом разрешения. Поэтому часто дешифраторы называют дешифраторами - демультиплексорами и наоборот.

Дешифраторы и демультиплексоры в виде серийных ИМС средней степени интеграции широко используются в информационно-измерительной технике и микропроцессорных системах управления, в частности, в качестве коммутаторов-распределителей информационных сигналов и синхроимпульсов, для демультиплексирования данных и адресной логики в запоминающих устройствах, а также для преобразования двоично-десятичного кода в десятичный с целью управления индикаторными и печатающими устройствами.

Дешифраторы как самостоятельные изделия электронной техники имеют 4, 8 или 16 выходов. Если требуется большее число выходов, дешифраторы наращиваются.

Существуют два вида дешифраторов: логические дешифраторы и дисплейные дешифраторы/формирователи. Логические дешифраторы представляют собой схемы средней интеграции, управляемые адресом. Они выбирают и приводят в активное состояние конкретный выход, определяемый адресом. Дешифраторы применяются в структурах выборки адреса запоминающих устройств, разуплотнения маршрутизации данных и т.п.

Таблица преобразования для дешифратора имеет следующий вид:

№	Двоичный код			Позиционный код
	Х2	Х1	Х0	Y7	Y6	Y5	Y4	Y3	Y2	Y1	Y0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0
2	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0
3	0	1	1	0	0	0	0	1	0	0	0
4	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
5	1	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0
6	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0
7	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0

Как следует из данной таблицы, соответствующий выход позиционного кода для 1: (X2)’(X1)’X0, для 2: (X2)’X1(X0)’,… для 7: X2 X1 X0. Примем X0=A, X1=B, X2=C и построим соответствующий задатчик двоичных чисел, снабдив его индикацией каждого двоичного разряда (см. рис.1).

Возьмём семь БЛЭ DD0-DD7, три инвертора DD8-DD10 и проведём соединения в соответствии с логикой преобразования. Для проверки работоспособности полученной схемы на выводах расположены индикаторы.

В

Рис.1. Логическая структура дешифратора.

ходные сигналы возьмем с генератора слова. Организуем циклическую работу генератора таким образом, чтобы он выдавал комбинации от 0 до 7. Индикация на выходе должна соответствовать комбинации генератора слова.

В библиотеке программы содержатся модели компонентов стандартных микросхем, служащих дешифраторами. Примером могут служить дешифраторы для управления семисегментным индикатором на микросхемах ТТЛ 7447 и 7448. На рис.2 показано включение микросхемы 7448, имеющей на выходах высокий потенциал. Данный дешифратор преобразует двоично-десятичный код, подаваемый на входы А, В, С, D в код управления 7-сегментным индикатором.

Рис.2. Дешифратор двоичного кода в код семисегментного индикатора на МС 7448

В качестве примера на рис.3 приведена схема включения дешифратора 74154 (отечественный аналог К155ИД3). ИМС 74154 имеет четыре адресных входа A,B,C,D, два входа разрешения G1,G2 шестнадцать выходов 0…15 (выходы не прямые, как ошибочно обозначено в EWB, а инверсные, т.е. в исходном состоянии на выходах сигнал логической единицы). В режиме дешифратора с генератора слова на входы G1, G2 подаётся 0, а на адресные входы – код в диапазоне 0000…1111. в режиме демультиплексора один из разрешающих входов, например G1, используется в качестве информационного. Информационный сигнал в виде логического 0 с этого входа распределяется по выходам 0…15 в соответствии с состоянием адресных входов, т.е. режимы дешифратора и демультиплексора практически неразличимы.

Рис.3 Схема включения дешифратора 74154.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите схему дешифратора на логических элементах. Настройте генератор слова таким образом, чтобы входные кодовые комбинации генератора слова обеспечивали поочерёдное включение светоиндикаторов на выходе дешифратора, начиная с выхода 0.

2. Исследуйте дешифратор двоичного кода в код семисегментного индикатора на микросхеме 7448.

3. Соберите схему включения дешифратора 74154. Подготовьте входные кодовые комбинации генератора слова на рис.3, обеспечивающие поочерёдное включение светоиндикаторов на выходе дешифратора, начиная с выхода 0.

Контрольные вопросы и задания.

1. Что такое дешифратор, при решении каких задач цифровой техники он используется?

2. Опишите назначение выводов микросхемы 74154.