Перетворювачі кодів шифратори і дешифратори. Мультиплексори, демультиплексори.

Клас операційних вузлів, що називають в ЦОТ перетворювачами кодів, багаточисельний за функціональними типами. До перетворювачів кодів відносяться схеми для отримання заданого подання від’ємних чисел, для переводу чисел з одної системи числення в іншу, схеми для керування знаковими індикаторами і ін. Розглянемо приклади побудови деяких із них.

В пристроях і системах неминуче використовуються різні види кодування інформації, тобто одна і та ж інформація повинна позначатися різними сукупностями двійкових нулів та одиниць у залежності від даної ситуації. Наведемо приклади:

а) двійкове та двійково-десяткове подання чисел при обробці даних та їх ввід-вивід із обчислювальної системи;

б) дешифрація двійково-десяткового коду 8421 у сигнали керування семисигментними індикаторами;

в) видача сигнала увімкнення на лінію керування пристроєм за заданим двійковим номером пристрою (N двійкових розрядів управляють 2^N лініями) – двійкове кодування чи дишифрація;

г) перетворення однобітних сигналів, що надходять з ліній, у двійковий код (визначення двійкового номера однієї із N ліній) – двійкове кодування або шифрування;

д) перетворення паралельного числоімпульсного коду в двійковий код (паралельний підрахунок числа збуджених шин);

е) перетворення двійкового коду в завадозахищені коди (код Грея, наприклад) і зворотнє перетворення при передачі інформації вздовж ліній зв’язку.

Ці завдання можуть розв’язуватися за допомогою відповідних лічильників, але об’єм приладів і швидкодія таких схем буде зовсім не задовільні. Тому для кодування і декодування використовуються спеціалізовані схеми. Зокрема, для виконання перерахованих вище функцій існують біполярні та МОН ІМС, в необхідних випадках (наприклад, при керуванні індикацією) мають достатньо потужний вихід.

Шифратор (кодер) – цифровий вузол з m входами та n виходами, що перетворюють сигнал „1” на одному із входів в n – елементний паралельний код на виходах.

Дешифратор (декодер) – цифровий вузол, що виконує операції перетворення m – елементного вхідного коду в сигнал „1” на одному з виходів (дешифратор високого рівня), або у сигнал „0” на одному із виходів (дешифратор низького рівня ). Так як на m входах може дути 2^m наборів вхідних змінних, максимальне число виходів рівне 2^m . Якщо використовуються всі виходи, дешифратор називається повним, якщо ж число виходів менше 2^m – неповним.

Будуються кодери і декодери на основі багатовхідних ЛЕ. На рис. 42а подано паралельний дешифратор (декодер) на вісім виходів, що керується трьохрозрядним двійковим кодом. В такій схемі найбільше число входів ЛЕ обмежує число виходів (при N входах елемента 2^N виходів). Щоб спростити це завдання, будують багатоступеневі дешифратори, однак послідовне увікнення ЛЕ погіршує швидкодію. Двійкова кодуюча схема (шифратор) на вісім входів подана на рис. 42б. Ця схема також може бути зроблена багатоступеневою.

Рис.62. Двійковий кодер та декодер

В наш час в ТТЛ-серіях випускаються різні дешифратори: К155ИД1, К155ИД3, К155ИД4, К555ИД4, К555ИД(6,7,10), К531ИД7(14) та шифратори К555ИВ3, КМ555ИВ1. Дешифратори КМОН подані К561ИД1, К564ИД5.

Близьким завданням є мультиплексирування та демультиплексирування цифрової інформації.

Мультиплексиром називається керований кодом комутатор декількох входів на один вихід.

Мультиплексер має дві групи входів. До першої групи входів підводять канали, по яким передається інформація. На входи другої групи (керуючі) одночасно подають кодову комбінацію, у відповідності з якою той чи інший інформаційний вхід під’єднується до виходу.

Демультиплексор є дешифратором із з’єднаними виходами.

До кожного елементу І дешифратора (число їх рівне числу комутованих каналів) підводяться змінні керуючого коду та відповідний канал. Вони, таким чином, служать одночасно і комутуючими елементами. Виходи всіх елементів І об’єднуються елементом АБО чи АБО-НЕ.

На рис. 43а подана схема мультиплексора на чотири входи, керованого сигналами А1 і А2. Число інформаційних входів мультиплексора дорівнює 2ⁿ , де n-розрядність керованого коду. Схема рис. 43б представляє демультиплекор, виконуючий зворотню операцію розподілення сигналу з лінії вздовж декількох каналів.

Рис. 63. Мультиплексор і демультиплексор

На рис. 44 подані умовні позначення перетворювачів кодів.

Рис. 64 Умовні позначення перетворювачів кодів

Основними представниками мультиплексорів у ТТЛ-серіях є К155КП1 (5, 7), КМ155КП5(7), К555КП7 (11, 12, 13, 14, 15); КМ555КП15, К531КП2 (7, 12, 14, 15).

При побудові кодерів, дешифраторів, мультиплексорів та інших комутаційних цифрових пристроїв необхідно ретельно забезпечити синхронізацію. Звернувшись, наприклад, до схеми рис. 42а, помітимо, що дуже мала різночасність в установці вхідних сигналів може привести до появи на деяких необраних виходах імпульсів у вигляді голок чи дуже коротких піків. Іноді ці завади не грають ролі, але якщо наступні схеми до них чутливі, то слід у ЛЕ ввести додатковий вхід дозволу (чи синхронізації), сигнал на який надходить після установлення коду в регістрі. Такий прийом називається стробіюванням, а сигнам дозволу - стробом.