6. Дешифратор

Дешифратором называют узел ЭВМ, имеющий n входов и 2ⁿ выходов, и преобразующий входное двоичное число в сигнал логической единицы на одном из выходов, десятичный номер которого соответствует входной двоичной комбинации.

7. Каскадное включение дешифраторов

8. Шифратор

Шифратор или кодер – это узел ЭВМ, преобразующий унитарный код в некоторый позиционный код. Если выходной код является двоичным позиционным, то шифратор называется двоичным.

Рассмотрим принцип построения 10-входового двоичного шифратора, закон функционирования которого задан таблицей истинности (выше). Назначение такого шифратора – преобразовывать входной код, изображающий десятичную цифру 0,1…9 логической единицей на соответствующем входе, в двоичный код. На основе таблицы переключательные функции, описывающие работу шифратора, имеют вид:

На рисунках приведены функциональная схема шифратора на 10 входов, реализующая эти выражения, и его условное графическое обозначение.

С помощью шифраторов возможно преобразование цифр десятичных чисел в двоичное представление с использованием любого другого двоично-десятичного кода.

9. Мультиплексор

Мультиплексоры – это узлы, преобразующие параллельные цифровые коды в последовательные. Он имеет несколько информационных и адресных входов, вход для подачи стробирующего сигнала и один выход.

Рассмотрим принцип построения и работу мультиплексора. Каждому из информационных входов мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. При подаче стробирующего сигнала мультиплексор подключает один из входов, адрес которого задается двоичным кодом на адресных входах, к выходу. Таким образом, подавая на адресные входы адреса информационных входов, можно передавать параллельные четырехразрядные коды с этих входов на выход в последовательном коде.

Числа информационных входов n и адресных входов m связаны соотношением n=2^m.

10. Реализация переключательной функции на мультиплексоре

11. Демультиплексор

Это операционный узел ЭВМ, выполняющий операцию, обратную операции мультиплексора, т.е., распределяющий сигнал от одного источника информации между несколькими приемниками. Имеет один информационный вход, n адресных и 2ⁿ выходов. Выбор одного из приемников осуществляется кодом, поступающим на адресные входы устройства. Демультиплексор используют для преобразования последовательных цифровых кодов в параллельные. Применительно к мультиплексорам и демультиплексорам часто используют термин «селекторы данных».

Примером гибкости цифровой схемотехники может служить демультиплексор, работающий в качестве дешифратора. На информационный вход дешифратора следует подавать единичный сигнал, тогда адресные входы демультиплексора можно использовать в качестве информационных входов дешифратора, а выходы его будут выходами дешифратора.

Функциональная схема двухвходового мультиплексора, его УГО и таблица истинности.

12. Компаратор

Это устройство, предназначенное для сравнения двух многоразрядных двоичных кодов.

Основными отношениями, через которые выражаются все остальные, считают «равно» и «больше».

Функция, вырабатываемая компаратором, определяется следующим образом: она принимает истинное значение (единичное) в том случае, если соблюдается условие, написанное в индексе функции.

Принимая основными отношения «равно» и «больше», остальные отношения можно записать следующим образом:

Рисунок

Эти соотношения используются как логические условия в микропрограммах, в устройствах контроля и диагностики ЭВМ и т.д.

Рисунок

На рисунке изображено УГО универсального компаратора, который содержит входы для двух четырехразрядных двоичных слов. Входы, предполагающие наращивание разрядности и выходы, на которых вырабатываются функции, определяющие отношения между словами. Устройства сравнения на равенства строятся на основе поразрядных операций над одноименными разрядами обоих слов.

Слова равны, если равны все одноименные разряды. Признак равенства разрядов – это соотношение (2), признак неравенства разрядов – это соотношение (3), признак равенства слов – это соотношение (4).

Компаратор на равенство, построенный на элементах И-НЕ

Рисунок

Эту схему строят, избавившись от парофазной подачи переменной путем преобразования признака равенства разрядов в соотношении (5).

Компаратор на больше удобнее всего строить путем логический рассуждений. Если значение двух старших разрядов слов а1 и в1 не равны, значит результат известен заранее. Если а1>в1, то слово а больше слова в и наоборот. Если же старшие разряды равны, то требуется анализ младших разрядов по тому же алгоритму.

Синтез универсального компаратора для одноразрядных слов.

Рисунок