Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Принцип работы дешифратора

Примеры применения

Одноединичные дешифраторы

Бинарный двоичный одноединичный дешифратор.

Таблица истинности двухвходового двоичного дешифратора с 4 выходами (22=4{\displaystyle 2^{2}=4}) приведена в таблице:

x11
x111Активный выходУсловный номер функции
F1FF2,1
F11F1F2,2
F21F2F2,4
F31F3F2,8

Трёхвходовый двоичный одноединичный дешифратор

В таблице показаны схема полного трёхвходового двоичного дешифратора, реализованного на логических элементах «И» (AND) и его таблица истинности.

Дешифратор с тремя входами адреса и входом разрешения на 8 выходов (23)
Логическая схемаАдресРазрешениеСостояние выходов
A2A1AED7D6D5D4D3D2D1D
xxxxxxxx
11
1xxxxxxxx
111
1xxxxxxxx
111
11xxxxxxxx
1111
1xxxxxxxx
111
11xxxxxxxx
1111
11xxxxxxxx
1111
111xxxxxxxx
11111
Дешифратор, реализованныйна логических элементах «И» (AND).Активное состояние выходов — логическая 1,неактивное — логический 0х — неактивное состояние всех выходов, для приведённойслева схемы — логический 0.

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Подключение

Сначала установим индикаторы и драйверы на breadboard. У всех них ноги располагаются с двух сторон, поэтому, чтобы не закоротить противоположные контакты, размещать эти компоненты необходимо над центральной канавкой breadboard’а. Канавка разделяет breadboard на 2 несоединённые между собой половины.

Далее, подключим один из драйверов в соответствии с его распиновкой

  • 16 — к рельсе питания: это питание для микросхемы
  • 2 «disable clock» — к рельсе земли: мы его не используем
  • 3 «enable display» — к рельсе питания: это питание для индикатора
  • 8 «0V» — к рельсе земли: это общая земля
  • 1 «clock» — через к земле. К этому контакту мы позже подведём сигнал с Arduino. Наличие резистора полезно, чтобы избежать ложного срабатывания из-за окружающих помех пока вход ни к чему не подключен. Подходящим номиналом является 10 кОм. Когда мы соединим этот контакт с выходом Arduino, резистор не будет играть роли: сигнал притянет к земле микроконтроллер. Поэтому если вы знаете, что драйвер при работе всегда будет соединён с Arduino, можете не использовать резистор вовсе.
  • 15 «reset» и 5 «÷10» пока оставим неподключенными, но возьмём на заметку — нам они понадобятся в дальнейшем

Контакты 3 и 8 на индикаторе обозначены как «катод», они общие для всех сегментов, и должны быть напрямую соединены с общей землёй.

Далее следует самая кропотливая работа: соединение выходов микросхемы с соответствующими анодами индикатора. Соединять их необходимо через как и обычные светодиоды. В противном случае ток на этом участке цепи будет выше нормы, а это может привести к выходу из строя индикатора или микросхемы. Номинал 220 Ом подойдёт.

Соединять необходимо сопоставляя распиновку микросхемы (выходы a-g) и распиновку индикатора (входы a-g)

Повторяем процедуру для второго разряда

Теперь вспоминаем о контакте «reset»: нам необходимо соединить их вместе и притянуть к земле через стягивающий резистор. В последствии, мы подведём к ним сигнал с Arduino, чтобы он мог обнулять значение целиком в обоих драйверах.

Также подадим сигнал с «÷10» от правого драйвера на вход «clock» левого. Таким образом мы получим схему, способную отображать числа с двумя разрядами.

Стоит отметить, что «clock» левого драйвера не стоит стягивать резистором к земле, как это делалось для правого: его соединение с «÷10» само по себе сделает сигнал устойчивым, а притяжка к земле может только нарушить стабильность передачи сигнала.

Железо подготовленно, осталось реализовать несложную программу.

Программирование

7segment.pde
#define CLOCK_PIN 2
#define RESET_PIN 3
 
/*
 * Функция resetNumber обнуляет текущее значение
 * на счётчике
 */
void resetNumber()
{
    // Для сброса на мгновение ставим контакт
    // reset в HIGH и возвращаем обратно в LOW
    digitalWrite(RESET_PIN, HIGH);
    digitalWrite(RESET_PIN, LOW);
}
 
/*
 * Функция showNumber устанавливает показания индикаторов
 * в заданное неотрицательное число `n` вне зависимости
 * от предыдущего значения
 */
void showNumber(int n)
{
    // Первым делом обнуляем текущее значение
    resetNumber();
 
    // Далее быстро «прокликиваем» счётчик до нужного
    // значения
    while (n--) {
        digitalWrite(CLOCK_PIN, HIGH);
        digitalWrite(CLOCK_PIN, LOW);
    }
}
 
void setup()
{
    pinMode(RESET_PIN, OUTPUT);
    pinMode(CLOCK_PIN, OUTPUT);
 
    // Обнуляем счётчик при старте, чтобы он не оказался
    // в случайном состоянии
    resetNumber();
}
 
void loop()
{
    // Получаем количество секунд в неполной минуте
    // с момента старта и выводим его на индикаторы
    showNumber((millis()  1000) % 60);
    delay(1000);
}

2.2. Дешифраторы

Дешифратор (декодер) — комбинационное
устройство, преобразующее n-разрядный
двоичный, троичный или k-ичный код в
-ичный
одноединичный код, где k
— основание системы счисления. Логический
сигнал появляется на том выходе,
порядковый номер которого соответствует
двоичному, троичному или k-ичному коду.

Дешифраторы являются устройствами,
выполняющими двоичные, троичные или
k-ичные логические функции (операции).

Это комбинационные схемы с несколькими
входами и выходами, преобразующие код,
подаваемый на входы в сигнал на одном
из выходов. На выходе дешифратора
появляется логическая единица, на
остальных — логические нули, когда на
входных шинах устанавливается двоичный
код определённого числа или символа,
то есть дешифратор расшифровывает число
в двоичном, троичном или k-ичном коде,
представляя его логической единицей
на определённом выходе. Число входов
дешифратора равно количеству разрядов
поступающих двоичных, троичных или
k-ичных чисел. Число выходов равно полному
количеству различных двоичных, троичных
или k-ичных чисел этой разрядности.

Для n-разрядов на входе, на выходе 2n,
3n или kn. Чтобы вычислить,
является ли поступившее на вход двоичное,
троичное или k-ичное число известным
ожидаемым, инвертируются пути в
определённых разрядах этого числа.
Затем выполняется конъюнкция всех
разрядов преобразованного таким образом
числа. Если результатом конъюнкции
является логическая единица, значит на
вход поступило известное ожидаемое
число.

Из логических элементов являющихся
дешифраторами можно строить дешифраторы
на большое число входов. Каскадное
подключение таких схем позволит
наращивать число дифференцируемых
переменных.

Двоичный дешифратор работает по
следующему принципу: пусть дешифратор
имеет N входов, на них подано двоичное
слово xN − 1xN
2
…x, тогда на выходе будем
иметь такой код, разрядности меньшей
или равной 2N, что разряд, номер
которого равен входному слову, принимает
значение единицы, все остальные разряды
равны нулю. Очевидно, что максимально
возможная разрядность выходного слова
равна 2N. Такой дешифратор называется
полным. Если часть входных наборов не
используется, то число выходов меньше
2N, и дешифратор является неполным.

Часто дешифраторы дополняются входом
разрешения работы E. Если на этот вход
поступает единица, то дешифратор
функционирует, в ином случае на выходе
дешифратора вырабатывается логический
ноль вне зависимости от входных сигналов.

Существуют дешифраторы с инверсными
выходами, у такого дешифратора выбранный
разряд показан нулём.

Основное назначение
дешифратора состоит в том, чтобы выбрать
(адресовать, инициализировать) один
объект из множества находящихся в
устройстве. Каждому объекту присваивают
определенный адрес (номер). Когда на
входы дешифратора поступает двоичный
код адреса, соответствующий элемент
активизируется за счет появления
логического 0 на связанном с ним выходе
дешифратора, а остальные элементы
остаются заблокированными.

Можно предусмотреть, чтобы с одного из
выходов дешифратора на определенный
блок поступал управляющий сигнал, когда
на входах дешифратора появляется
определенный код, соответствующий,
например, превышению какого-либо
параметра (температуры, напряжения и
т.д.), который должен быть приведен к
нормальному уровню указанным блоком.

Когда число адресуемых
устройств невелико, многие выходы
дешифратора остаются незадействованными.
При этом может оказаться целесообразным
(в частности, по экономическим соображениям)
использовать не микросхему дешифратора,
а реализовать ее фрагмент логическими
элементами.

Таблица истинности
для дешифратора «из 4 в 12»

Выходы

Входы

A

B

C

D

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

1

1

1

2

1

1

3

1

1

1

4

1

1

5

1

1

1

6

1

1

1

7

1

1

1

1

8

1

1

9

1

1

1

10

1

1

1

11

1

1

1

1

Как подключить кнопку и светодиод к Ардуино

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • макетная плата;
  • светодиод;
  • 2 резистора 220 Ом;
  • 2 тактовых кнопки;
  • провода «папа-папа».

Схема для включения/выключения светодиода кнопкой от Ардуино

Для переключения светодиода кнопкой Ардуино соберите схему, как на изображении выше

Обратите внимание, что тактовая кнопка на макетной плате подключена к микроконтроллеру без подтягивающего резистора. Пин 2 подключен к 5V через встроенный резистор, поэтому при отпущенной кнопке на входе пине 2 будет высокий уровень сигнала, а при нажатии кнопки будет низкий уровень

Скетч. Управление светодиодом Ардуино через кнопку

boolean buttonWasUp = true;
boolean ledEnabled = false;

void setup() {
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(2, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop() {
   // узнаем, отпущена ли кнопка сейчас
   boolean buttonIsUp = digitalRead(2);
 
   // если кнопка была отпущена и не отпущена сейчас
   if (buttonWasUp && !buttonIsUp) {

      // исключаем дребезг контактов тактовой кнопки
      delay(10);

    // и считываем сигнал с кнопки снова
    buttonIsUp = digitalRead(2);

      // если кнопка нажата, то переворачиваем сигнал светодиода
      if (!buttonIsUp) {
         ledEnabled = !ledEnabled;
         digitalWrite(10, ledEnabled);
      }
   }
 
   // запоминаем состояние кнопки для новой итерации
   buttonWasUp = buttonIsUp;
}

Пояснения к коду:

  1. — это глобальная переменная Ардуино, которая может принимать всего два значения – true (истина) и false (ложь);
  2. задержка в программе позволяет избежать «дребезг контактов» кнопки и исключить ложное срабатывание.

Схема управления светодиодом двумя кнопками от Ардуино

Скетч. Управление двумя кнопками одним светодиодом

boolean button1WasUp = true;
boolean button2WasUp = true;

void setup() {
   pinMode(10, OUTPUT);
   digitalWrite(10, LOW);

   pinMode(2, INPUT_PULLUP);
   pinMode(4, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
   // узнаем, отпущены ли две кнопки сейчас
   boolean button1IsUp = digitalRead(2);
   boolean button2IsUp = digitalRead(4);

   // если кнопка 1 была отпущена и не отпущена
   if (button1WasUp && !button1IsUp) {
      delay(10);
      // повторно считываем сигнал с кнопки 1
      button1IsUp = digitalRead(2);
      if (!button1IsUp) { digitalWrite(10, LOW); }
   }

   // если кнопка 2 была отпущена и не отпущена
   if (button2WasUp && !button2IsUp) {
      delay(10);
      // повторно считываем сигнал с кнопки 2
      button2IsUp = digitalRead(4);
      if (!button2IsUp) { digitalWrite(10, HIGH); }
   }

   // запоминаем состояние двух кнопок ардуино
   button1WasUp = button1IsUp;
   button2WasUp = button2IsUp;
}

Пояснения к коду:

  1. данный пример программы позволяет включать светодиод нажатием одной кнопки и выключать светодиод нажатием второй кнопки;
  2. задержка Ардуино позволяет избежать «дребезг контактов» кнопки и исключить возможность ложного срабатывания.

Следующий пример тоже потребует для подключения к Ардуино две кнопки, два светодиода, как на предыдущей схеме. Но вместо простого включения/выключения диода, мы будем увеличивать и уменьшать яркость светодиода с помощью ШИМ сигнала микроконтроллера. Загрузите пример программы для «Светодиод и кнопка Ардуино ШИМ», чтобы получить понятие о принципе работы кнопки с Arduino Uno.

Скетч. Управление яркостью светодиода кнопкой Ардуино

#define PLUS_BUTTON   2
#define MINUS_BUTTON  4

int brightness = 100;
boolean plusUp = true;
boolean minusUp = true;
 
void setup() {
   pinMode(10, OUTPUT);
   pinMode(PLUS_BUTTON, INPUT_PULLUP);
   pinMode(MINUS_BUTTON, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop() {
   analogWrite(10, brightness);
  
   // реагируем на нажатия кнопки с помощью функции handleClick
   plusUp = handleClick(PLUS_BUTTON, plusUp, +20);
   minusUp = handleClick(MINUS_BUTTON, minusUp, -20);
}

boolean handleClick(int buttonPin, boolean wasUp, int delta) {
   boolean isUp = digitalRead(buttonPin);
   if (wasUp && !isUp) {
      delay(10);
      isUp = digitalRead(buttonPin);
      // если был клик кнопки, меняем яркость в пределах от 0 до 255
      if (!isUp)
         brightness = constrain(brightness + delta, 0, 255);
   }
   return isUp;
}

Пояснения к коду:

  1. для подключения светодиода следует использовать пин с ШИМ модуляцией;
  2. начальное значение яркости равен ста, в программе прирост и уменьшение яркости (20) можно поменять по своему усмотрению.

Прямоугольный дешифратор.

Рассмотрим принцип
построения прямоугольного дешифратора
на примере дешифратора с 4 входами и 16
выходами.

Разобьем
входные переменные x8,
x4,
x2,
x1
на две группы по две переменные в каждой:
x8,
x4,
и x2,
x1.
Каждую пару переменных используем в
качестве входных переменных отдельного
линейного дешифратора на четыре выхода,
как показано на рис. 5.22,а. Выходные
переменные линейных дешифраторов
определяются следующими логическими
выражениями:

Эти дешифраторы
выполняют функции первой ступени
дешифратора.

Выходные
переменные y,
y1,
…, y15
прямоугольного дешифратора можно
представить логическими выражениями,
используя в них в качестве аргументов
выходные переменные y’,
…, y’3
и y»,
…, y»3
линейных дешифраторов:

Эти логические
операции выполняются в отдельном
дешифраторе второй ступени, называемом
матричным и состоящим из двух — входовых
элементов. На рис. 5.22,б показано условное
изображение матричного дешифратора,
где помеченные десятичными числами две
группы входов служат для подключения
к выходам двух предварительных ступеней
дешифрации. На рис. 5.22,в представлена
структура прямоугольного дешифратора
с использованием символов линейного и
матричного дешифраторов.

Могут быть построены
прямоугольные дешифраторы с числом
ступеней, большим двух.

Применение
прямоугольного дешифратора может
оказаться более выгодным, чем использование
линейного дешифратора, в тех случаях,
когда велико число входов и нежелательно
использование требующихся для построения
линейного дешифратора элементов с
большим числом входов. Однако прохождение
сигналов последовательно через несколько
ступеней в прямоугольном дешифраторе
приводит к большей задержке распространения
сигнала в нем.

Таблица
5.7

Код 8421

Код 2421

x4

x3

x2

x1

y4

y3

y2

y1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

В цифровых устройствах
часто возникает необходимость
преобразования числовой информации из
одной двоичной системы в другую (из
одного двоичного кода в другой). Примером
такого преобразования может служить
преобразование чисел из двоичного кода
8421, в котором выполняются арифметические
операции, в двоичный код 2 из 5 для передачи
по линии связи. Эта задача выполняется
устройствами, называемыми преобразователями
кодов. Для преобразования кодов можно
пользоваться двумя методами:

основанным на
преобразовании исходного двоичного
кода в десятичный и последующем
преобразовании десятичного представления
в требуемый двоичный код;

основанным на
использовании логического устройства
комбинационного типа, непосредственно
реализующего данное преобразование.

Первый метод
структурно реализуется соединением
дешифратора и шифратора и удобен в
случаях, когда можно использовать
стандартные дешифраторы и шифраторы в
интегральном исполнении.

Рассмотрим подробнее
второй метод на конкретных примерах
преобразования двоичных кодов.

Преобразование
кода 8421 в
код 2421.

Обозначим
переменные, соответствующие отдельным,
разрядам кода 8421, x4,
x3,
x2,
x1,
то же для кода 2421 y4,
y3,
y2,
y1.
В табл. 5.7 приведено соответствие
комбинаций обоих кодов.

Каждая
из переменных y4,
y3,
y2,
y1
может рассматриваться функцией аргументов
x4,
x3,
x2,
x1
и, следовательно, может быть представлена
через эти аргументы соответствующим
логическим выражением. Для получения
указанных логических выражений представим
переменные y4,
y3,
y2,
y1
таблицами истинности в форме таблицы
Вейча (рис 5.24.1).

рис 5.23

рис 5.24

рис 5.24.1

Получим минимальную
форму логических выражений, представленных
через операции И, ИЛИ, НЕ и через операцию
И-НЕ:

На рис. 5.23 приведена
логическая структура преобразователя
кодов, построенная на элементах И-НЕ с
использованием полученных логических
выражений.

Преобразование
кода 2421 в
код 8421.

Для
реализации данного преобразования
(обратного по отношению к рассмотренному
выше) требуется получить логические
выражения для переменных x4,
x3,
x2,
x1,
используя в качестве аргументов
переменные y4,
y3,
y2,
y1.

рис
5.24.2

Таблицы
Вейча для переменных x4,
x3,
x2,
x1
представлены на рис. 5.24.2. Логические
выражения для переменных x4,
x3,
x2,
x1:

Логическая структура
преобразователя приведена на рис. 5.24.

9.8. Регистры. Устройство, принцип работы

Регистрами
называют логические устройства,
предназначенные для запоминания и
хранения цифровых кодов. Построение
регистров выполняют на триггерах.
Операцию передачи цифрового кода в
регистр и из регистра можно осуществлять
последовательно и параллельно.

На
рис.9.13 изображено условное обозначение
и схема четырёхразрядного регистра
параллельного действия, построенного
на синхронных D
– триггерах. Регистр имеет четыре входа
D1÷D4
информационных и один синхронизирующий
вход С.

B
исходное нулевое состояние логических
сигналов на всех выходах Q1
÷
Q4
,

регистр
устанавливается при подаче на
синхронизирующий вход С
сигнала лог.1
и на все информационные входы D
сигнала лог “0”. Запись двоичного числа
производится при одновременной подаче
на информационные входы D1÷D4
кода числа.

Рис.9.13.
Условное обозначение и схема
четырёхразрядного регистра параллельного
действия

Триггеры,
на информационные входы которых подаются
сигналы лог. 1
, переводятся в состояния
1
,
остальные останутся в состоянии .
Записанное число считывается с выходов
Q1÷Q4.

Для
запоминания числа и сдвига влево
используется схемы сдвигающего регистра.
На рис.9.14 приведено условное обозначение
и логическая схема сдвигающего регистра.
Регистры такого типа используют в
качестве преобразователей последовательного
кода в параллельный код.

Регистр
имеет два входа: на вход С
поступают динамические импульсы сдвига,
являющимися положительными импульсами,
изменяющимися во времени; вход D
является информационным входом.

При
записи числа в сдвигающий регистр
цифровой двоичный код подается на
информационный вход D
триггера Т1,
начинается со старшего разряда. При
этом положительные импульсы сдвига
поступают на счётные входы С
триггеров.

Работу
регистра рассмотрим на примере записи
числа 1011.
С приходом импульса сдвига на вход С
и подаче на вход D
единицы старшего разряда числа, триггер
Т1
переводится в состояние 1
(Q1).
В регистре используются элементы
задержки ЭЗ,
которые осуществляют задержку во времени
перемещения сигнала с одного триггера
на другой. При подаче очередного импульса
сдвига на вход С
и подаче на вход D
второго разряда (нуля) числа, на выходе
Q1
появится ,
а 1
из триггера Т1
через элемент ЭЗ
переместится в триггер Т2.
С приходом очередного импульса сдвига
на вход С
и подаче на вход D
третьего разряда (единицы) числа, триггер
Т
1
установится в 1
и т.д. Путём последовательной подачи
кодов чисел на вход Dи
импульсов сдвига на вход С,
число записывается в регистр.

Рис.9.14.
Условное обозначение и логическая схема
сдвигающего регистра

Считывание
чисел осуществляется параллельным
кодом с выходов Q1
÷ Q4
или последовательным кодом с выхода
Q4
путем последовательной подачи импульсов
сдвига. На рис.9.15 приведена таблица
истинности сдвигающего регистра.

Рис.9.15.
Таблица истинности сдвигающего регистра

Дешифраторы

Коммутация или
преобразование данных из одного кода в другой – одна из довольно частых
операций в технике построения логических схем. Такие устройства называют
кодировщиками, шифраторами, дешифраторами. Кроме того, если при помощи такого
устройства коммутируется большое количество входных сигналов на небольшое число
выходов, такие устройства называют коммутаторами или мультиплексорами. Если
информация с небольшого числа входов распределяется на большое число выходов,
то устройства называется демультиплексором, или распределителем.

Управление
этими устройствами осуществляется через преобразователи кодов – шифраторы и
дешифраторы. Рассмотрим некоторые из этих устройств.

Дешифратор
– устройство, у которого каждой комбинации логических сигналов на входах
соответствует логической 0 или 1  на одном определенном выходе, все остальные
выходы имеют противоположное состояние (соответственно 1 или 0).

Примеры:

· 
Печатающее устройство, где каждому состоянию на 8 входах соответствует
включение одного тягового магнита, приводящего в движение молоточек с
соответствующей буквой.

· 
Коммутатор, коммутирующий несколько источников сигнала на вход
одного измерительного устройства.

· 
Управление последовательными операциями, не совпадающими во
времени.

Шифраторы
бывают линейные и прямоугольные (матричные).

Линейный
дешифратор
– логическое устройство, имеющее всего лишь одну ступень
преобразования кодов.

Схема
дешифратора на 3 разряда
.

А

22

В

21

С

2

Номер выхода с лог.0

1

1

1

2

1

1

3

1

4

1

1

5

1

1

6

1

1

1

7

В данном случае на одном
из выходов логический нуль, на всех остальных – лог. 1.

Линейный
дешифратор является наиболее быстродействующим. Количество разрядов
дешифрируемого слова определяется числом входов m
примененного логического элемента и нагрузочной способностью элементов
регистра, которых нагружен дешифратором. Для линейного дешифратора на m разрядов справедливы соотношения:

Число входов                                       n

Число
логический элементов            2n

Нагрузочная
способность регистра

источника
сигнала                              2n — 1   

Задержка
дешифратора                      t вентиля

Чаще всего
ограничение на размер линейного дешифратора накладывается нагрузочной
способностью регистра – источника сигнала (2n !).
При проектировании дешифратора надо учитывать ложные его срабатывани в случае
неодновременного переключения разрядов регистра или счетчика – источника
сигнала. Для устранения ложных выбросов на выходах дешифратора применяется стробирование.
При этом выход дешифратора блокируется на время переходных процессов в
источнике сигнала.

Прямоугольный
дешифратор
применяется при большом числе разрядов. В нем осуществляется
ступенчатая дешифрация сигналов (состояний) по следующему принципу:

Входное,
необходимое для дешифрации слово с выхода регистра или счетчика делится на две
части, каждая из которых снабжается линейным дешифратором.  Выходы линейных
дешифраторов подаются на основной прямоугольных дешифратор, выполненных на
двухвходовых элементах. Применение 2-х стпенчатых дешифраторов особенно удобно
в устройствах, построенных из набора счетчиков с различными коэффициентами
пересчета или регистров с различной разрядностью.

Пример
построения дешифратора для 5 / 32.

Для 2-ух
каскадного прямоугольного дешифратора при одинаковом числе разрядов m в обеих группах требуется:

Число элементов
в выходных каскадах        2m

Нагрузочная
способность выходов линейного дешифратора             2m/2

Нагрузочная
способность разряда регистра                                                2m/2 — 1

Задержка
дешифратора          t
вентиля + t
линейного дешифратора

При большем
числе разрядов в дешифрируемом слове n>6 и ограниченной нагрузочной способности
элементов регистра иногда используются и 3-х каскадные схемы. При этом входное
слово разбивается на 3 части, каждое слово дешифрируется линейным дешифратором,
а выходы этих дешифраторов подаются на входы схем 3И.

Пятиминутка из яблок: 2 вариант

Есть еще один вариант приготовления варенья-пятиминутки из яблок. В этом случае яблоки не нужно заранее засыпать сахаром, потому что они измельчаются в пюре. Чтобы приготовить варенье, запасемся такими продуктами:

  • свежие яблоки — 3 кг
  • сахар — 2 ст.

Яблоки моем, очищаем от сердцевины и измельчаем при помощи кухонного комбайна или натираем на крупной терке. Смочив водой дно эмалированного таза, выкладываем в него яблоки и засыпаем их сахаром.

Подогреваем яблоки до кипения на маленьком огне, постоянно помешивая. Варим пять-семь минут при слабом кипении, затем быстро перекладываем варенье в стерилизованные банки и сразу же закатываем. Даем остыть, накрыв банки одеялом.

Приложение 1

Двоичные логические элементы

Общие принципы построения условных графических обозначений, а также условные графические обозначения двоичных логических элементов, выпускаемых промышленностью в виде цифровых микросхем, установлены ГОСТ 2.743-82.

Условное графические обозначение двоичного логического элемента имеет форму прямоугольника, который может содержать три поля: основное и два дополнительных. В основном поле помещают информацию о функции, выполняемой логическим элементом — символ функции и при необходимости дополнительные данные по ГОСТ 2.304-68. В дополнительных полях помещают условные обозначения входов и выходов, называемые метками. Дополнительные поля и метки обычно имеют комбинационные и сложные логические элементы, у которых все входы (выходы) логически неравноценны. (См. табл. П.1.1, табл. П.1.2, табл. П.1.3, табл. П.1.4)

Все размеры условного графического обозначения по высоте должны быть кратны постоянной величине С. При этом расстояние между горизонтальной стороной прямоугольника и ближайшей входной (выходной) линией, а также между соседними входными (выходными) линиями должно быть не менее величины С. При ручном (неавтоматизированном) выполнении графического обозначения С³5 мм.

Таблица П.1.1

Символы логических операций

НаименованиеОбозна-чениеНаименованиеОбозна-чение
ИЛИ1РегистрRG
Монтажное ИЛИ1ШифраторCD
И&ДешифраторDC
Монтажное И&Кодовый преобразовательX/Y
ТриггерTСумматорSM
Триггер двухступенчатый

TT

Пороговый элемент
Продолжение табл. П.1.1
ГенераторГУсилитель
ОдновибраторSФормирователь сигналаF

Счетчик:

а) двоичный

СТ2

Задержка временная
б) десятичныйСТ10

Таблица П.1.2

Начертание условных обозначений цифровых микросхем

Наименование

Обозначение

Вход для раздельной установки триггера в состояние “1” (S-вход)

S

Вход для раздельной установки триггера в состояние “0” (R-вход)

R

Вход для установки состояния “1” в универсальном JK-триггере (J-вход)

J

Вход для установки состояния “0” в универсальном JK-триггере (К-вход)

K

Счетный вход (Т-вход) T
Информационный вход для установки триггера в состояние “1” и “0” (D-вход)

D

Подготовительный управляющий вход для разрешения приема информации (V-вход)

V *

Исполнительный управляющий вход для осуществления приема информации. Вход синхронизации (С-вход)

C*

1. Метки V и С применяют в комбинационных логических элементах для обозначения входов, подготавливающих и разрешающих выполнение логической операции.

2. При необходимости к буквам добавляют цифры, например

S1, S2, C1, C2 и т.д.3. Метки S, R, J, K, T, D, V и С —

начальные буквы английских слов.

Таблица П.1.3

Примеры условных обозначений логических элементов (*)

НаименованиеОбозначение

Основное поле. Минимальные размеры, мм:

a: 10 — 12

b: 8 — 12

При помещении дополнительных данных:

a: 20 — 25

b: 12 — 17

Основное поле с левым дополнительным полем, c ³ 5 мм

Основное поле с правым дополнительным полем, c ³ 5 мм

Продолжение табл. П.1.3

Входы логического элемента

Выходы логического элемента

Прямой статический вход (фрагмент условного обозначения)

Прямой статический выход

Продолжение табл. П.1.3

Инверсный статический вход

Инверсный статический выход

Прямой динамический вход

Прямой динамический выход

Продолжение табл. П.1.3

Инверсный динамический вход

Инверсный динамический выход

Вывод, не несущий логической информации

* Допускается ориентация условного графического обозначения, при котором входы располагаются сверху, а выходы — снизу.

Таблица П.1.4

Примеры условных обозначений функциональных элементов

НаименованиеОбозначениеНаименованиеОбозначение

Повтори-

тель

JK-триггер асинхронный

НЕ (инвертор)

Т-триггер (триггер со счетным входом)

ИЛИ (дизъюнк

тор)

D-триггер со статиче

ским управле

нием

ИЛИ-НЕ (элемент Приса) Цифровой элемент задержки

И (конъюнк

тор)

Одновибратор с импульсным входом

Продолжение табл. П.1.4

И-НЕ (элемент Шеффера) Пороговый элемент (триггер Шмитта)

RS-триггер асинхрон

ный

Регистр с реверсив

ным

сдвигом 4-разрядный

Генератор

Счетчик двоично-десятич-

ный 4-разряд-

ный

Дешифратор на 4 разряда для газоразрядных индикаторов

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации