Преобразователи кодов

Цифровые электронные устройства. Шифратор

шифратор — это комбинационное устройство, преобразующее десятичные числа в двоичную систему счисления, причем каждому входу может быть поставлено в соответствие десятичное число, а набор выходных логических сигналов соответствует определенному двоичному коду. шифратор иногда называют «кодером» (от англ. coder) и используют, например, для перевода десятичных чисел,набранных на клавиатуре кнопочного пульта управления, в двоичные числа. Если количество входов настолько ве­лико, что в шифраторе используются все возможные ком­бинации сигналов на выходе, то такой шифратор называ­ется полным, если не все, то неполным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением п == 2^m, где п — число входов, т — число выходов.

Так, для пре­образования кода кнопочного пульта в четырехразрядное двоичное число достаточно использовать лишь 10 входов, в то время как полное число возможных входов будет рав­но 16 (п = 2⁴ = 16), поэтому шифратор 10 х 4 (из 10 в 4) будет неполным.

Для шифратора, показанного условно на рис. 5. n=5, m=3.

Рис. 5. Функциональная схема шифратора на элементах ИЛИ

и его условное обозначение

Дешифратор

Дешифратором называется комбинационное устрой­ство, преобразующее n-разрядный двоичный код в логи­ческий сигнал, появляющийся на том выходе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду. Число вхо­дов и выходов в так называемом полном дешифраторе свя­зано соотношением , где n – число входов, а m — число выходов. Если в работе дешифратора используется неполное число выходов, то такой дешифратор называет­ся неполным. Так, например, дешифратор, имеющий 4 входа и 16 выходов, будет полным, а если бы выходов было 10, то неполным.

Рис. 6. Условное обозначение дешифратора.

Рассмотренные шифраторы и дешифраторы являются простейшими преобразователями кодов.

Преобразователи кодов

Преобразователями кодов, в общем случае, называют устройства, предназначенные для преобразования одного кода в другой, при этом они часто выполняют нестандартные преобразования кодов. Преобразователями кодов обозначают через X/Y.

Преобразователями кодов в виде микросхем выпускаются для таких операций, как преобразования двоично-десятичного кода в двоичный и обратного преобразования, для преобразования двоичного кода в код управления шкальными, матричными или сегментными индикаторами, и др.

Мультиплексор

Мультиплексором называют комбинационное устрой­ство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке циф­ровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход.

Мультиплексоры обозначают через MUX (от англ. multiplexor), а также через MS (от англ. multiplexor selector). Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение од­ного из нескольких входов (их называют информацион­ными) к одному выходу устройства. Кроме информацион­ных входов в мультиплексоре имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие).

На рис. 7. показаны реализация такого устройства и его графическое изображение:

Рис. 7. Мультиплексор

Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информа­ционный канал подключен к выходу. Если между числом информационных входов Х и числом адресных входов Адействует соотношение Х = 2^А, то такой мультиплексор называют полным. Если Х < 2^А, то мультиплексор назы­вают неполным.

Если необходимо расширить число входов, то применяют каскадное включение мультиплексоров.

Мультиплексоры являются универсальными логическими устройствами, на основе которых создают различные комбинационные и последовательностные схемы. Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах, преобразователях параллельного двоичного кода в последовательный и др.

Демультиплексор

Демультиплексор — логическое устройство, предназначенное для управляемой передачи данных от одной входной цепи в несколько выходных. Принцип его действия противоположен принципу работы мультиплексора. Поэтому он кроме адресных содержит единственный информационный вход и 2^А выходов. По адресному сигналу вход демультиплексора подключается к соответствующему выходу. Как следует из сказанного, по выполняемым функциям демультиплексор аналогичен дешифратору. Отличие состоит лишь в том, что по заданному адресу на выбранном выходе дешифратора появляется строго определенный сигнал, а в демультиплексоре — тот же сигнал, что и на его входе. Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.

Рис. 8. Демультиплексор

Если соотношение между числом выходов п и числом адресных входов т определяется равенством п = 2^m, то такой демультиплексор называется полным, при п < 2^m де­мультиплексор является неполным.

Компаратор

Компаратор (цифровой) — логическое устройство, обеспечивающее сравнение двух многоразрядных двоичных чисел А и В, разряды каждого из которых подаются порознь на его входы (рис. 9).

Рис. 9. Функциональная схема цифрового компаратора

для сравнения двоичных чисел А и В

На практике одно из чисел (например, А) является неизменным, а другое (В) изменяет свое значение от такта к такту. В момент равенства их значений на выходе компаратора формируется сигнал 1.

Цифровые компараторы выполняют сравнение двух чисел, заданных в двоичном коде. Цифровые компараторы имеют три выхода и могут определять равенство двух двоичных чисел А и В с одинаковым ко­личеством разрядов либо вид неравенства А>В илиА<В.

Цифровые компараторы выполняют, как правило, в виде самостоятельных микросхем.