3.3. Перетворювач прямого коду в доповняльний

Доповняльний код додатного двійкового числа збігається з його прямим і оберненим кодами. Доповняльний код від'ємного двійкового числа утворюється з його оберненого коду додаванням до молодшого розряду одиниці. Таким чи­ном, операція перетворення прямого коду в доповняльний не є порозрядною і виконується значно складніше, ніж отримання оберненого коду.

Відповідність між прямим і доповняльним кодами на прикладі чотирьох цифрових розрядів (беззнакових) наведена в табл. 4.5.

Знаковий розряд прямого коду використовується як керуючий сигнал: якщо -Х_ЗН=0. то вихідний код повторює значення вхідного; при Х_ЗН= 1 реалізу­ється перетворення згідно з табл. 4.5.

Таблиця 5.2

Прямий код				Доповняльний код				Прямий код				Доповняльний код
X4	X3	X2	X1	Y4	Y3	Y2	Y1	X4	X3	X2	X1	Y4	Y3	Y2	Y1
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0	0	0
0	0	0	1	1	1	1	1	1	0	0	1	0	1	1	1
0	0	1	0	1	1	1	0	1	0	1	0	0	1	1	0
0	0	1	1	1	1	0	1	1	0	1	1	0	1	0	1
0	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	0	1	0	0
0	1	0	1	1	0	1	1	1	1	0	1	0	0	1	1
0	1	1	0	1	0	1	0	1	1	1	0	0	0	1	0
0	1	1	1	1	0	0	1	1	1	1	1	0	0	0	1

К арта Карно відповідно до табл. 5.2 для отримання мінімальних форм функцій перетворення прямого коду в доповняльний показана на рис. 5.2.

На основі карт Карно з врахуванням знакового розряду Х_ЗН прямого коду для функцій Y₁Y₂Y₃Y₄, що представляють виходи перетворювача, отримуємо:

; ; ;

; . (5.2)

У загальному вигляді для У_i справедливе рівняння:

(5.3)

Схема перетворювача прямого коду в доповняльний на основі виразів (5.2) і (5.3) показана на рис. 5.3, а. Даний перетворювач характеризується висо­кою швидкодією. Час встановлення вихідного коду визначається трьома затри­м­­ками поширення сигналу, однак в міру зростання номера розряду лінійно зро­стає й необхідне число входів використовуваних елементів АБО.

Другий варіант схеми перетворювача (рис. 5.3, б) використовує тільки двовходові елементи АБО, при цьому диз'юнктивна сума змінних утворюється послідовним способом. У такій реалізації схема перетворювача спрощується, однак час встановлення вихідного коду істотно збільшується.

Практичне правило отримання доповняльного коду полягає в тому, що праворуч від першої одиниці (враховуючи і саму одиницю) в прямому коді чис­ла значення розрядів - незмінні, а зліва від одиниці (крім знакового) – інверту­ю­ться. Наприклад, для прямого коду 10100100 доповняльним буде код 11011100.

Для перетворення в доповняльний код багаторозрядних двійкових чисел часто використовують переведення числа в обернений код і подальшого дода­вання одиниці до його молодшого розряду за допомогою суматора.

Завдання для самостійної підготовки

1. Синтезувати перетворювач прямого коду в обернений.

2. Синтезувати перетворювач прямого коду в доповнювальний.

3. Синтезувати перетворювач двійкових чисел у код Грея.

4. Синтезувати перетворювач двійково-десяткових чисел в семи сегментний код.

Література

1. Бойко В., Гуржій А., Жуйков В., та ін. Схемотехніка електронних си­с­тем. Цифрова схемотехніка. – Київ, «Вища школа», 2004.

2. Бабич М., Жуков І. Комп’ютерна схемотехніка. Київ, «МК-Прес», 2004.

3. Угрюмов Е. Цифровая схемотехника. Сакт-Питербург, 2004.

4. Фрике К. Вводный курс цифровой электроники. Москва, 2004.

5. Бойт К. Цифровая электроника. Москва, 2007.

6. Андронік Буняк. Електроніка та мікросхемотехніка: навчальний посібник для вищих учбових закладів. - Київ - Тернопіль, 2001.

7. Мальцев П.П. й др. Цифровые интегральные микросхемы.: Справочник. -М.: Радио й связь . 1994.

8. Пухальский Г.И., Новосельцева В.Н. Проектирование дискретных уст­ройств на интегральных микросхемах: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990.

9. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное ру­ководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1983..

10. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника й микросхемотехника.- К.: Выща школа, 1989.