шифраторы. Шифраторы. Шифратор (coder) это комбинационное устройство, выполняющие функции, обратные дешифратору. При подаче сигнала на один из его входов (унитарный код) на выходе должен образоваться двоичный код.
 Скачать 174.37 Kb.
|
ШифраторыШифратор (coder) это комбинационное устройство, выполняющие функции, обратные дешифратору. При подаче сигнала на один из его входов (унитарный код) на выходе должен образоваться двоичный код. Особенность шифратора в том, что в любой момент времени только на одном из входов может присутствовать логическая "1". Наличие "1" более, чем на одном входе рассматривается как запрещенное состояние. Шифратор (coder) - это интегрированное устройство, которое выполняет функции обратного дешифратора. Когда Сигнал поступает на один из его входов (унитарный код), на выходе должен образовываться двоичный код. Особенность кодера в том, что в любой момент времени только один вход может быть логическим «1». Наличие «1» на нескольких входах считается запрещенным состоянием. Шифратор (coder) - это устройство, которое преобразует десятичные числа (позиционный код) в двоичный код. Кодер имеет входы 2n, пронумерованные десятичными числами (0, 1, 2 ... М-1) и N выходов. Применение управляющего сигнала к одному из входов приводит к появлению в результате N-битного двоичного числа, соответствующего числу возбужденных входов. Шифратор обычно предназначен для небольших (до 8) входов, а при большом количестве входов они используют вычислительную технику, которая позволяет преобразовать любое десятичное число в двоичный код. Проиллюстрируем синтез схемы шифратора для восьми входных и трех выходных сигналов. Синтез проведем на основании таблицы истинности табл. 5.3. Таблица 5.3 Таблица истинности для шифратора 8 на 3
Запишем СДНФ для логической функции Y2 как сумму минтермов, определяемых строками таблицы 4, 5, 6, 7, так как именно в этих строках функция Y2 равна 1.  Не пугайтесь этой формулы. Посмотрите на первое слагаемое. Это слагаемое может быть равно 1 в единственном случае, когда X4 равно 1. Согласно исходной предпосылки, если X4 равен 1, то все остальные Xi4 равны 0, а их инверсии, входящие в минтерм, также равны 1. Но  , поэтому. (5.11) Для двух других выходов  .  На основании этих выражений построена схема шифратора рис. 5.7, а, в которой три функции (5.11 5.13) реализуются тремя дизъюнкторами, на выходах которых формируется трехразрядный двоичный код. Так как аргумент X0 не входит ни в одну из логических функций, шина X0 остается незадействованной. Это означает, что при единичном сигнале на входе X0 на выходе шифратора окажется нулевой набор. На этом же рисунке 5.7, б приведено условное графическое обозначение шифратора CD и условное графическое обозначение дешифратора DC рис.5.7, в.  Шифратор (CODER) – это устройство, осуществляющее преобразование десятичных чисел (позиционный код) в двоичный код. Шифратор имеет m входов, пронумерованных десятичными числами (0, 1, 2... m – 1) и n выходов, причем 2n m . Подача управляющего сигнала на один из входов приводит к появлению на выходе n-разрядного двоичного числа, соответствующего номеру возбужденного входа. Строятся шифраторы, как правило, на небольшое число (до 8) входов, а при большом числе входов пользуются вычислительными приемами, позволяющими перевести любое десятичное число в двоичный код. Шифраторы широко применяются в устройствах автоматики, особенно в устройствах ввода/вывода информации. На клавиатуре ввода имеются клавиши с десятичными цифрами, буквенный алфавит, а при нажатии клавиши позиционный код должен преобразоваться в двоичный. Рассмотрим вариант построения восьмивходового полного шифратора с нулевыми активными значениями входных сигналов. Закон функционирования такого шифратора представлен в таблице 9.1. Таблица 9.1
Решение задачи в общем виде в случае восьми переменных представляется весьма трудным. Однако можно заметить, что исходная функция принимает нулевое значение в каждой строке всего лишь один раз, что упрощает решение задачи. Нетрудно заметить, что логическая единица на выходе y3 получается в случае, если перемножить аргументы x4, x5, x6 и x7, а результат проинвертировать:  .Для остальных сигналов  ,  .Для реализации данного шифратора требуется три ЛЭ 4И-НЕ (рис. 9.1, а). Судя по полученным выражениям, входной сигнал x0 не участвует в формировании выходного кода. Отсутствие сигнала на любом из остальных выходов x1 x7 указывает на то, что установлен нулевой набор. На рисунке 9.1, б представлено условное графическое обозначение данного шифратора, здесь символ CD образован из букв, входящих в английское слово CODER. На входах показано инверсное управление, поскольку активным уровнем является лог. 0.  Следует отметить, что шифратор может иметь и инверсные выходы. В этом случае выходные сигналы в соответствии с законом отрицания могут быть описаны следующими выражениями:  Рассмотрим вариант построения шифратора для случая, когда при нажатии кнопки вырабатывается сигнал с активным уровнем, соответствующим лог. 1. Имеем десятичный позиционный код x0, x1, ... x9, образуемый набором из 10 клавиш, пронумерованных 0 – 9. Необходимо получить нормально взвешенный код 8-4-2-1 – y4, y3, y2, y1, соответствующий номеру нажатой кнопки. Чтобы получить логические выражения для выходных сигналов, воспользуемся таблицей истинности (табл. 9.2.). Таблица 9.2
По приведенным в табл. 9.2. соответствиям входного позиционного и выходного двоичного кода можно записать выражение для любой переменной yi. Например, переменная y1 принимает значение лог. 1 в том случае, когда такое же значение устанавливается на одном из входов x1, x3, x5, x7 или x9, следовательно, y1 = x1 V x3 V x5 V x7 V x9. y2 = x2 V x3 V x6 V x7, y3 = x4 V x5 V x6 V x7, y4 = x8 V x9.  При реализации шифратора на элементах ИЛИ-НЕ, выходные сигналы окажутся инвертированными (рис. 9.2, а). Условное графическое изображение этого шифратора будет таким, как показано на рис. 9.2, б. Входной сигнал x0 на условном изображении шифратора отсутствует, поскольку не участвует в формировании сигналов выхода. В серии К555 представлены ИС К555 ИВ1, ИВ2 и ИВ3. Приоритетный шифратор К555 ИВ1 (рис. 9.3, а) осуществляет преобразование из восьми каналов в три. Приоритетность шифрации означает то, что при одновременном запросе с нескольких каналов (одновременном нажатии нескольких кнопок) на выходе будет сформирован код старшего канала. Выявление приоритета существенно усложняет функциональную схему. Схема шифратора включает две ступени. Первая ступень выполнена на инверторах и обеспечивает сигналы адреса шифрованного кода на входах второй ступени шифратора. Вторая – на ЛЭ И-ИЛИ-НЕ, позволяет осуществлять адреса шифрованного кода на схемах И и передачу полученного кода схемой ИЛИ на выход канала. Вход старшего разряда шифратора является входом разрешения следующего шифратора при их объединении для наращивания разрядности. Выход разрешения  является выходом схемы И входных схем шифратора. Выход разрешения объединенный со входом выбора  , обеспечивает на выходе ЛЭ признак выбора  следующей группы. Входные сигналы шифратора обозначены  , а выходной код  (в обоих случаях активным уровнем является лог. 0.). Микросхема К555 ИB2 отличается от предыдущей лишь наличием трех состояний выхода. Микросхема К555 ИB3 – шифратор приоритетов десяти входов – четырех выходов, предназначен для преобразования сигналов в четырехразрядный двоично-десятичный код (рис. 9.3, б). Активным уровнем для шифратора на входе и выходе является напряжение низкого уровня. Ноль кодируется в том случае, когда все девять информационных входов имеют высокий уровень напряжения. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||