Загрузка...

Шифратор


Шифратор (CD, от англ. coder) выполняет преобразование, обратное DC. На вход CD подается унитарный код, а на выходе получается соответствующий ему двоичный код. Входы Выходы 3 2 1 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 На рис. 38 показаны условное обозначение и таблица истинности шифратора «4 в 2». Очевидно, что на входные сигналы накладывается ограничение (только одна единица), которое невыполнимо, если сигналы поступают от независимых источников, и не оговорено, как будет работать схема при поступлении произвольного кода. Поэтому схемы, подобные указанной, не выпускаются в виде ИМС и существуют чисто теоретически. Задание. Построить из ЛЭ схемы шифраторов «2 в 1», «4 в 2» и «8 в 3» и нарисовать их таблицы истинности. Схема выделения старшей единицы Данная схема преобразует произвольный код в унитарный: все старшие нули и старшая единица входного кода не изменяются, а все более младшие разряды заменяются на нули. X2 X1 X0 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 Рис. 39 На рис. 39 показан пример построения 3-разрядной схемы выделения старшей единицы (на выходе – инверсный код) и ее таблица истинности. Первая строка (все входы равны нулю) является исключением – код на выходе равен нулю и не является унитарным. Приоритетный шифратор Приоритетный шифратор формирует на выходе код номера старшего входного разряда, на котором присутствует единица. Структурная схема его показана на рис. 40. Схема 2n выделения 2n C D n старшей единицы Рис. 40 Очевидно, что, если на вход поступает унитарный код, то схема работает как обычный шифратор, т. к. схема выделения старшей единицы на изменяет сигнал. На рис. 41 изображены структурная схема и условное обозначение ИМС 555ИВ2 – приоритетный шифратор «8х3» с тремя состояниями выходов. 555ИВ1 отличается тем, что выходы не имеют третьего состояния (на выходах все нули). Рассмотрим работу микросхемы. Основной ее частью является приоритетный шифратор с инверсными входами и выходами. Работой микросхемы управляет сигнал EI (enable input – вход разрешения). Если EI=1 (после инверсии – EI=0), то на входе CS появляется «0» (нет выбора) и выходы шифратора находятся в Z-состоянии, а GS=EO=1. Микросхема как бы находится в состоянии «выключено». При EI=0 состояние выходов описывается таблицей истинности: EI PR7 PR6 PR5 PR4 PR3 PR2 PR1 PR0 GS EO 1 Х Х Х Х Х Х Х Х 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 Х 0 1 1 1 1 1 1 1 0 Х Х 0 1 1 1 1 1 1 0 Х Х Х 0 1 1 1 1 1 0 Х Х Х Х 0 1 1 1 1 0 Х Х Х Х Х 0 1 1 1 0 Х Х Х Х Х Х 0 1 1 0 Х Х Х Х Х Х Х 0 1 Сигнал GS (groupe signal – групповой сигнал) говорит о наличии на входе хотя бы одного активного сигнала (логического нуля) при включенном состоянии шифратора (т. е. при EI=0). Сигнал EO (enable output – выход разрешения) указывает на то, что на входе нет ни одного нуля при включенном состоянии шифратора. Сигналы EI и GS инверсны друг другу, если EI=0 и используются при каскадном включении шифраторов, описанном в [1], [2]. На рис. 42 изображен двоично-десятичный приоритетный шифратор «10 в 4» 555ИВ3. Обычно приоритетные шифраторы используются в вычислительной технике в составе схем управления прерываниями (контроллерах прерываний), а также в контроллерах клавиатуры для формирования кода нажатой клавиши. Подробно эти устройства будут изучаться в курсе «Микропроцессорные системы». Задания Попробуйте построить самостоятельно схему каскадного включения шифраторов 555ИВ1, 555ИВ2, например, схему «16 в 4». Сравните результат со схемами, рассмотренными в [1], [2]. Как объяснить, что 555ИВ3, называемая «10 в 4», имеет только 9 входов? Синтез логических схем при помощи схем «дешифратор-шифратор» На основе пары «DC-CD» можно реализовывать логические функции. Схема строится по следующему принципу: — входные сигналы подаются на входы дешифратора. Число входов DC должно быть равно числу входных переменных; — выходные сигналы снимаются с выходов шифратора. Число выходов шифратора, соответственно, должно быть равно числу выходных переменных. В зависимости от функциональной связи производят соединения выходов DC со входами CD. X1 X0 Y2 Y1 Y0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 Рассмотрим пример. Пусть зависимость функций Y0,Y1,Y2 от переменных X0 и X1 описывается таблицей истинности: Схема изображена на рис. 43. Рассмотрим логику ее построения. При X0 = X1 = 0 (1-я строка) активный низкий уровень будет на выходе «0» дешифратора. На выходе схемы при этом должен быть получен код 100, т. е. сигнал нужно подать на вход «4» шифратора. Значит, выход «0» дешифратора необходимо подать на вход «4» шифратора. При кодах входных переменных 01 и 11 код выходных переменных равен 011, поэтому выходы «1» и «3» дешифратора подаем через схему И на вход «3» шифратора. Соответственно, выход «2» (код 10) соединяем со входом «2» шифратора (выходной код 010). Отметим, что, если дешифратор имеет инверсные выходы, то и входы шифратора должны быть инверсными. Подобный метод синтеза логических схем в некоторых случаях может быть более эффективным, чем использование ЛЭ. Задания Построить схему по рассмотренной таблице истинности, используя реальные изученные ИМС, имея в виду, что 555ИВ1 и 555ИВ2 имеют инверсные выходы. Для тренировки постройте схемы, задав таблицу истинности произвольным образом с числом входных и выходных переменных, равным 2, 3.

Загрузка...