Дешифраторы, преобразователи кодов,
КОММУТАТОРЫ
Дешифраторы предназначены для преобразования цифровой информации из двоичной системы счисления в десятичную. Для примера рассмотрим принцип построения схемы преобразования кода 8-4-2-1 в цифры. У такой схемы четыре входа (по числу разрядов кода) и десять выходов. Сигнал «1» появляется только на том выходе дешифратора, номер которого соответствует виду входной кодовой комбинации.
Из приведенного словесного описания следует, что дешифратор выполняет преобразование, обратное шифратору. Этому описанию соответствует таблица 30.1, только входные и выходные сигналы меняются местами. Для построения схемы нужно перейти от таблицы 30.1 к алгебраическому выражению, применив минимизацию с помощью карт Карно.
Для четырехразрядного кода карта Карно должна иметь 16 квадратов. Таблицей 30.1 заданы (определены) значения только десяти комбинаций. Значит, для шести квадратов карты Карно функция не определена, и их заполняют индексом «Х». В процессе минимизации вместо «Х» можно принимать «1», что значительно упрощает работу.
Дешифратор имеет 10 выходов. Значит, нужно сформировать десять
функций F. В общем, для каждой функции нужна своя карта Карно. Но в данном случае можно воспользоваться одной картой для всех десяти функций. На рис. 30.2, а и 30.2, б приведены карты Карно для функций F0 и F8, а на рис. 30.2, в – обобщенная карта Карно. На ней контур каждой функции обозначен соответствующей цифрой.
На основании минимизации получаем следующие алгебраические выражения для функций дешифратора:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Используя полученные выражения, можно построить схему дешифратора на элементах "НЕ" и "И". Но на практике такую схему чаще выполняют на элементах "НЕ" и "И-НЕ". При этом только на дешифрованном выходе будет уровень логического нуля (транзистор открыт), а на остальных выходах – уровень логической "1" (транзистор закрыт). Такая схема потребляет меньшую мощность.
В
микросхемном исполнении дешифраторы
выпускаются в составе всех серий цифровых
интегральных микросхем, например, К155
ИД1, КМ555
ИД18, 530
ИД14 и др.
Условное графическое обозначение
микросхемы К155
ИД3 приведено
на рис. 30.3, а.
Этот дешифратор имеет 4
входа и 16
выходов. Входы
и
- управляющие. Преобразование осуществляется
только при низком уровне на обоих
управляющих входах.
Преобразователи кодов (ПК) предназначены для преобразования одного двоичного кода в другой, например, кода Грея в код 8-4-2-1. Принцип построения ПК аналогичен принципу построения шифраторов и дешифраторов. В микросхемном исполнении ПК обозначают индексами ПР.
Мультиплексоры и демультиплексоры образуют группу коммутаторов. Они служат для избирательного переключения сигналов (каналов). Мультиплексоры передают один из "n" входных сигналов на выход устройства. Номер выбранного входа задается адресными сигналами (рис. 30.3, б). Например, трехзарядный адресный сигнал может управлять переключением восьми входов.
Демультиплексор (рис. 30.3, в) передает входной (цифровой) сигнал на один из "n" выходов. Номер выхода задается адресными сигналами.
