Лабораторна робота №8

Тема роботи: ДОСЛІДЖЕННЯ ТИПОВИХ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ

Дослідження роботи дешифратора

Мета роботи: дослідження принципів реалізації і застосування типових комбінаційних пристроїв. Дослідження роботи дешифратора

Матеріалльно –технічне забезпечення

1.ПК

2.Програмне забезпечення

3.Інструкція з виконання лабораторної роботи

Короткі теоретичні відомості

Шифратори

 Шифратором, або кодером, називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з десяткової СЧ в двійкову. Входам шифратора послідовно надаються значення десяткових чисел, тому подача активного логічного сигналу на один з входів сприймається шифратором як подача відповідного десяткового числа. Цей сигнал на вході шифратора перетворюється в двійковий код. Згідно цього, якщо шифратор має nвиходів, число його входів повинно бути не більше ніж 2ⁿ. Шифратор що має 2ⁿвходів та nвиходів називається повним. Якщо число входів шифратора менше ніж 2ⁿ, він називається неповним.

Розглянемо роботу шифратора на прикладі перетворювача десяткових чисел від 0 до 9 в двійково-десятковий код. Таблиця істинності, відповідна такому випадку має вигляд:

х9	х8	х7	х6	х5	х4	х3	х2	х1	х0	Q3	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1
0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	0
0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	1
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	1
0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1

 

Так як число входів даного пристрою менше 2ⁿ=16, то маємо неповний шифратор. Використовуючи таблицю для Q₃, Q₂, Q₁, Q₀можна записати наступні вирази:

Q₃ = x₈+x₉,

Q₂ = x₄+x₅+x₆+x₇,

Q₁ = x₂+x₃+x₆+x₇,

Q₀ = x₁+x₃+x₅+x₇+x₉.

         Отримана система ФАЛ характеризує роботу шифратора, зображену на рисунку.

Рисунок 2. – Логічна схема шифратора десяткових чисел.

Основне застосування шифратора в цифрових схемах – це введення первинної інформації з клавіатури. При натисненні будь-якої клавіші на відповідний вхід шифратора подається сигнал логічної 1, який і перетворюється на виході в двійково-десятковий код.

Дешифратори.

Дешифратором, або декодером називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з двійкової системи числення в десяткову. Згідно визначення дешифратор відноситься до класу перетворювачів кодів. Тут також кожному вхідному двійковому числу відповідає сигнал, що формується на відповідному виході пристрою. Таким чином дешифратор виконує операцію, зворотну шифратору. Якщо кількість адресних входів дешифратора nпов’язана з числом виходів mспіввідношенням m=2ⁿ, то дешифратор називається повним. В іншому випадку тобто, коли m<2ⁿ, дешифратор називається неповним.

         Поведінка дешифратора описується таблицею істинності, аналогічною до таблиці істинності шифратора, лише в ній вхідні і вихідні сигнали міняються місцями. У відповідності з даною таблицею, оскільки вихідний сигнал дорівнює одиниці лише на одному єдиному наборі вхідних змінних, алгоритм роботи дешифратора описується системою рівнянь виду

 

X₀= Q₃Q₂Q₁Q₀,

X₁= Q₃Q₂Q₁Q₀,

X₂= Q₃Q₂Q₁Q_0.

Де Qi– значення логічної змінної на i-му вході пристрою.

         Дешифратор, що реалізує таку ФАЛ є найбільш швидкодіючим і в той же час найскладнішим. Такий дешифратор називається одноступеневим або паралельним. Його структурна схема зображена на рисунку.

Рисунок 3. – Структурна схема паралельного дешифратора.

 

         Приймаючи, що для реалізації обробки одного вхідного сигналу потрібна деяка умовна одиниця апаратних засобів, число одиниць таких засобів для n-розрядного дешифратора визначається виразомN_i= n2ⁿ.

         Умовне графічне позначення дешифратора на схемі має вигляд:

 

 

Рисунок 4. – Умовне графічне позначення дешифратора.

Правила техніки безпеки

• 1.Перед початком роботи необхідно пересвідчитись у справності обладнання ПК та перевірити цілісність кабелів живлення, місце їх підключення.

• 2. Перевіривши справність обладнання , увімкнути електропостачання ПК, та приступити до виконання роботи .

• 3.Забороняється:

• - включати ПК при виявлених несправностях ,

• - з’єднувати і роз’єднувати вилки та розетки первинних мереж електропостачання, які знаходяться під напругою ,

• - залишати ПК у ввімкнутому стані без нагляду ,

• - по закінченню роботи вимкнути ПК згідно правил прийнятих в OS WINDOWS .

• 4. Відстань між монітором та очима користувача має бути більшою

• за 500 мм. , оптимальною вважається відстань витягнутої руки .

• Екран необхідно розташувати перпендикулярно лінії зору

Порядок виконання роботи

Дослідження роботи дешифратора

1.Запустіть Electronics Workbench - Пуск; .

2. Підготуйте новий файл для роботи. Для цього необхідно виконати такі операції з меню:

File/New і File/Save as.

При виконанні операції Save as буде необхідно вказати ім'я файлу і каталог, у якому буде зберігатися схема. (Мої документи; Електроніка; гр. — .)

3. Розгляньте схему на рис. 5 і виконайте її моделювання.

4.Перенесіть необхідні елементи з заданої схеми на робочу область Electronics Workbench.

Для цього необхідно вибрати розділ на панелі інструментів у якому знаходиться потрібний вам елемент, потім перенести його на робочу область.

5. З'єднайте контакти елементів і розташуйте елементи в робочій області для одержання необхідної вам схеми.

Для з'єднання двох контактів необхідно клацнути на один з контактів лівою кнопкою миші і, невідпускаючи клавішу, довести курсор до другого контакту.

У разі потреби можна додати додаткові вузли (розгалуження).

Натисканням на елементі правою кнопкою миші можна одержати швидкий доступ до найпростіших операцій над положенням елементу, таким як обертання (rotate), розворот (flip), копіювання/вирізання (copy/cut), вставка (paste).

6.Проставте необхідні номінали і властивості кожному елементу. Для цього потрібно двічі виконати подвійне натискування лівою кнопкою миші на елементі.

Рис.5 Схема дослідження дешифратора

Досліджувана схема дешифратора зібрана на мікросхемі 74238. A, B і C – двійкові входи відповідно розрядам 2⁰, 2¹ і 2², Y0-Y7 – прямі виходи; G1 – вхід запису; Vcc – живлення 5В; GND - спільна точка.

Перемикачами A-C встановіть комбінації чисел, згідно табл. 5 (бланка звіту). Стан виходів дешифратора (стан індикаторних ламп HL4-HL11) заносимо у відповідні рядки табл.5 (бланка звіту). Переведіть двійкове число на входах А-С у десяткове. Проаналізуйте стан виходів. Про що це свідчить?

Зміст звіту:

1. Тема і мета лабораторної роботи.

2. Зміст і послідовність виконаних завдань.

3. Лабораторні дані досліджуваної схеми.

- Варіант логічного виразу;

- Накреслити схему реалізації заданої логічної функції;

- Таблиця1 результатів досліджень.

6. Відповіді на запитання

5. Висновки по роботі.

Після виконання лабораторної роботи студент повинен:

Знати:

1.Що називаєься шифратором, дешифратором, де використовується ?

2. Класифікацію дешифраторів по виду схемотехнічної реалізації .

3. Умовне графічне позначення дешифратора.

4. Роботу шифратора на прикладі перетворювача десяткових чисел від 0 до 9 в двійково-десятковий код.

Вміти:

1.Збирати електричну схему для зняття досліджень дешифраторів;

2.Накреслити схему шифратора ,дешифратора.

3. Навести таблицю істинності дешифратора

4.Користуватись довідковою літературою.

Домашня робота: Оформити звіт з виконання роботи

Відповісти письмово на запитання:

Звіт

про лабораторну роботу № 8 Дослідження дешифратора

Група	П.І.Б. струдента	Дата	Підпис викладача

Мета роботи:

Зміст і послідовність виконаних завдань:

Досліджувана схема дешифратора зібрана на мікросхемі 74238. A, B і C – двійкові входи відповідно розрядам 2⁰, 2¹ і 2², Y0-Y7 – прямі виходи; G1 – вхід запису; Vcc – живлення 5В; GND - спільна точка.

Перемикачами A-C встановіть комбінації чисел, згідно табл. 1 (бланка звіту). Стан виходів дешифратора (стан індикаторних ламп HL4-HL11) заносимо у відповідні рядки табл.1 (бланка звіту). Переведіть двійкове число на входах А-С у десяткове. Проаналізуйте стан виходів. Про що це свідчить?

Таблиця 1

Стан входів				Стан виходів
А (20)	В (21)	С (22)	Десяткове число	Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
1	0	1
0	1	0
0	1	1