ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Исследование работы шифраторов и дешифраторов

Цель работы:

Изучить назначение, принцип работы шифраторов и дешифраторов.

Краткие теоретические сведения

Дешифратор (decoder) - комбинационное цифровое устройст­во с n входами и выходами (если дешифратор полный), осуществляющее преобразование входного двоичного n-разрядного числа в сигнал "1" ("0") только на одном соответствующем входному числу выходе. Дешифратор распознаёт числа, предcrлвленные по­зиционным n-разрядным кодом. Распознавание дешифратором двоичных чисел заключается в том, что в зависимости от номера набора, поступившего на его вход, сигнал 1 появится только на од­ном определенном выходе, а на всех остальных выходах будут сиг­налы 0 (такой код называют унитарным, поэтому дешифратор - это преобразователь позиционного двоичного кода в унитарный). Функционирование дешифратора описывается системой логических выражений вида:

y=mi; i=0,... -1

где mi - минтерм n-входных переменных.

Дешифраторы могут быть полными и неполными. У пол­ного дешифратора n входам соответствует выходов. У непол­ного дешифратора число выходов N < . По способу организации дешифрации двоичного кода дешифраторы подразделяют на ступенчатые (линейные) и многоступенчатые - (пирамидальные, матричные).

Проиллюстрируем синтез дешифраторов на примере полного дешифратора трёхразрядных чисел. Таблица истинности дешифратора (табл. 1) представляет ряд единиц, расположенных по диагонали таб­лицы, а в остальных клетках которой стоят нули.

Таблица 1

№	Входы				Выходы
	X3	X2	X1	Y0		Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
0	0	0	0	1		0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	1	0		1	0	0	0	0	0	0
2	0	1	0	0		0	1	0	0	0	0	0
3	0	1	1	0		0	0	1	0	0	0	0
4	1	0	0	0		0	0	0	1	0	0	0
5	1	0	1	0		0	0	0	0	1	0	0
6	1	1	0	0		0	0	0	0	0	1	0
7	1	1	1	0		0	0	0	0	0	0	1

Выходы дешифратора имеют нумерацию, совпадающую с десятичным представлением двоичного числа от 0 до - 1 . Ес­ли, например, двоичное число на входе имеет код 101 (табл. 1), то единичный сигнал будет только на пятом выходе дешифратора , т.е.­ Z5=1, а на остальных выходах будут нули. Работа этого дешифратора описывается восемью логическими функциями. Со­ставленные пo единицам они имеют вид:

Каждая из функций представляет конъюнкцию трёх пере­менных, а значит, может быть реализована на трехвходовых схе­мах И. Число элементов одноступенчатого дешифратора опреде­ляется числом выходов.

На рис. 3.1,а показана принципиальная схема дешифрато­ра, построенного по функциям (3.1), а на рис. 3.1б – его условное графическое обозначение. ­

а)

б)

Рис.3.1. а – принципиальная схема линейного дешифратора,

б – условное графическое обозначение дешифратора.

Шифратор - это логическое устройство, выполняющее преобразование позиционного кода в n разрядный двоичный код. Таким образом, шифратор - это комбинационное устройство, реализующее обратную дешифратору функцию.

Полный двоичный шифратор имеет входов и n выходов. Одно из основных применений шифратора - ввод данных с кла­виатуры, при котором нажатие любой клавиши с десятичной цифрой должно приводить к передаче в устройство двоичного кода данной цифры. В этом слyчае нужен неполный шифратор с десятью входами и четырьмя выходами.

Таблица функиионирования шифратора (табл. 2) имеет вид:

Таблица 2

Входы X	Выходы
Десятичное число	Двоичный код
	Y3	Y2	Y1	Y0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1

Из табл. 2 следует, что

Y0 = X1 X3 X5 X7 X9;

Y1 = X2 X3 X6 X7; (3.5)

Y2 = X4 X5 X6X7;

Y3 = X8 X9

Для реализации шифратора на элементах И-НЕ необходи­мо выражения (3.5) преобразовать по теореме де Моргана:

Y0 =

Y1 =

Y2 = (3.6)

Y3 =

Рис 3.2. Схема шифратора на элементах ИЛИ – НЕ.

В соответствии с равенствами (3.5) и (3.6) строится шиф­ратор на элементах ИЛИ-НЕ показанный на рис. 3.2. Поскольку аргумент Х0 не входит ни в одну из логических функций (3.5), то шина Х0 остается незадействованной. Это означает, что при единичном сигнале на входе Х0 на выходе шифратора окажется нулевой набор.