Применение дешифраторов

Наиболее типичное применение дешифраторов состоит в дешифрировании входных кодов, при этом входы С используются как стробирующие, управляющие сигналы.

Номер активного (то есть нулевого) выходного сигнала показывает, какой входной код поступил.

Если нужно дешифровать код с большим числом разрядов, то можно объединить несколько микросхем дешифраторов (Рис. 6.7).

Рис. 6.7. Увеличение количества разрядов дешифратора

При этом старшие разряды кода подаются на основной дешифратор, выходы которого разрешают работу нескольких дополнительных дешифраторов.

На объединенные входы этих дополнительных дешифраторов подаются младшие разряды входного кода.

Из пяти микросхем дешифраторов 2–4 можно получить дешифратор 4–16, как показано на рисунке.

Точно так же из девяти микросхем 3–8 можно получить дешифратор 6–64, а из семнадцати микросхем 4–16 — дешифратор 8–256.

Еще одно распространенное применение дешифраторов - селекция (выбор) заданных входных кодов. Появление отрицательного сигнала на выбранном выходе дешифратора будет означать поступление на вход интересующего нас кода. Например, две микросхемы 4–16 позволяют селектировать 8-разрядный код (Рис. 6.8).

Рис. 6.8. Селектирование кода на дешифраторах

В примере на рисунке 6.8. селектируется 16-ричный код 2А (двоичный код 0010 1010). При этом один дешифратор работает с младшими четырьмя разрядами кода, а другой - со старшими четырьмя разрядами. Объединяются дешифраторы так, что один из них разрешает работу другого по входам -С1 и -С2.

Еще одно важное применение дешифраторов состоит в перекоммутации одного входного

Дешифраторы, имеющие выходы типа ОК (ИД5, ИД10), удобно применять в схемах позиционной индикации на светодиодах. На Рис. 6.9 приведен пример такой индикации на микросхеме ИД5, которая представляет собой два дешифратора 2–4 с объединенными входами для подачи кода и стробами, позволяющими легко строить дешифратор 3–8. При этом старший разряд кода выбирает один из дешифраторов 2–4 (нуль соответствует верхнему по схеме дешифратору, а единица — нижнему). То есть в данном случае номер горящего светодиода равен входному коду дешифратора.

Такая индикация называется позиционной.

Рис. 6.11. Позиционная индикация на дешифраторе с выходами ОК

Выходы микросхем дешифраторов с ОК можно объединять между собой для реализации проводного ИЛИ (Рис. 6.12).

Нуль на объединенном выходе будет тогда, когда хотя бы на одном из выходов вырабатывается нуль.

При равномерном пошаговом наращивании входного кода (например, с помощью счетчика) такое решение позволяет формировать довольно сложные последовательности выходных сигналов. Правда, каждый выход дешифратора может использоваться для получения только одного выходного сигнала. Это ограничивает возможности таких схем.

Рис. 6.12. Объединение выходов дешифраторов с ОК

Шифраторы

Шифраторы это комбинационные устройства, выполняющие функции обратные дешифратору.

При подаче сигнала на один из его входов (унитарный код) на выходе образовывается соответствующий двоичный код. Следовательно, если число входов шифратора 2ⁿ, то число выходов – n.

Функциональная схема шифратора представлена на Рис. 6.13.

Рис.6.13. Функциональная схема шифратора

Шифраторы используются гораздо реже, чем дешифраторы. Это связано с более специфической областью их применения. Значительно меньше и выбор микросхем шифраторов в стандартных сериях.

Микросхемы шифраторов обозначаются CD, в отечественных сериях шифраторы имеют в названии буквы ИВ.

В Таблице 6.3. представлена таблица состояний шифратора на три выхода

Каждый из трех выходов описывается логическим выражением:

Y3 =Х4+Х5+Х6+Х7

Y2=Х2+Х3+Х6+Х7

Y1=Х1+Х3+Х5+Х7

Эти функции реализуются элементами ИЛИ на выходах которых формируется требуемый код.

На рис. 6.14 показаны микросхемы шифраторов ИВ1 и ИВ5.

Микросхема ИВ1 имеет 8 входов и 3 выхода (шифратор 8–3).

Микросхема ИВ2 имеет 9 входов и 4 выхода (шифратор 9–4).

Все входы шифраторов - инверсные (активные входные сигналы — нулевые).

Все выходы тоже инверсные, то есть формируется инверсный код.

Микросхема ИВ1, помимо 8 информационных входов и 3 разрядов выходного кода (1, 2, 4), имеет инверсный вход разрешения –ЕI, выход признака прихода любого входного сигнала –GS, а также выход переноса –EO, позволяющий объединять несколько шифраторов для увеличения разрядности.

Рис. 6.14. Микросхемы шифраторов

На Рис. 6.15 показаны стандартная схема включения шифратора и временные диаграммы его работы.

Рис. 6.15. Стандартное включение шифратора

Инверсия выходного кода приводит к тому, что при приходе нулевого входного сигнала на выходе формируется не нулевой код, а код 111, то есть 7. Точно так же при приходе, например, третьего входного сигнала на выходе образуется код 100, то есть 4, а при приходе пятого выходного сигнала — код 010, то есть 2.

Наличие у шифраторов входов EI и EO позволяет увеличивать количество входов и разрядов шифратора, правда, с помощью дополнительных элементов на выходе.

На рис. 6.16 показан пример построения шифратора 16–4 на двух микросхемах шифраторов ИВ1 и трех элементах 2И-НЕ.

Одновременное или почти одновременное изменение сигналов на входе шифратора приводит к появлению периодов неопределенности на выходах. Выходной код может на короткое время принимать значение, не соответствующее ни одному из входных сигна-

Рис. 6.16. Шифратор 16–4 на двух шифраторах 8–3

лов. Поэтому в тех случаях, когда входные сигналы могут приходить одновременно, необходима синхронизация выходного кода, например, с помощью разрешающего сигнала EI, который должен приходить только тогда, когда состояние неопределенности уже закончилось.

6.4. Контрольные вопросы

49. Что такое дешифратор?

50. Какой дешифратор называется полным?

51. Что такое унитарный код?

52. Объясните принцип построения линейного дешифратора.

53. Объясните принцип построения матричного дешифратора на функциональном уровне и на уровне логических элементов.

54. Объясните принцип построения пирамидального дешифратора.

55. От чего зависят сложность и быстродействие дешифраторов?

56. Как обозначается микросхема дешифратора?

57. Объясните принцип работы дешифратора на примере микросхемы ИД7.

58. Нарисуйте дешифратор 4-16 на микросхемах 2-4.

59. Что такое шифратор?

60. Как обозначается микросхема шифратора?

61. Объясните принцип работы шифратора на примере микросхемы ИВ1.