Лабораторна робота №6 синтез схем та дослідження роботи шифратора та дешифратора
Мета роботи - вивчити принцип дії, призначення та методи синтезу кодуючих та декодуючих пристроїв, що виконуються на основі інтегральних мікросхем малого та середнього ступенів інтеграції, а також набути навичок складання та перевірки працездатності схем а елементами цифрової техніки.
6.1. Короткі теоретичні відомості
Шифратором називається комбінаційна логічна схема, що перетворює одиничний (або нульовий) сигнал на одному з входів у двійковий код на виході, який відповідає номеру цього входу у десятковій системі числення. Шифратор має N входів та n виходів, причому N=2n .
Одне з основних застосувань шифратора - ввід даних з клавіатури, при якому натискання клавіші з десятковою цифровою повинно приводити до вироблення двійкового коду даної цифри.
Розглянемо приклад побудови дворозрядного (n=2) шифратора. Такий шифратор повинен налічувати N=22=4 входи, його таблиця істинності має такий вигляд:
Входи |
|
Виходи |
||||
F0 |
F1 |
F2 |
F3 |
|
a1 |
a0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
Логічні рівняння шифратора:
У випадку реалізації шифраторе на елементах І-НІ перетворимо отримані рівняння за допомогою закону Де-Моргана:
Схема дворозрядного шифратора, що складається за останніми рівняннями, показана на рис,6.1. Аналогічно будуються шифратори з будь-якою кількістю входів.
Дешифратор являє собою комбінаційну логічну схему; яка перетворює двійковий вхідний код у одиничний (або нульовий) сигнал на одному з виходів, номер якого у десятковій системі числення відповідає двійковому числу на вході. Дешифратор мае n входів та N виходів, причому N=2n. Використовують дешифратори для перетворення двійкового коду числа в сигнал керування (0 або І) на відповідній шині різних пристроїв, а також у засобах цифрової індикації, які відображають двійкові числа у вигляді десяткових цифр або букв. Таблиці істинності дворозрядного дешифратора має такий вигляд:
Входи |
|
Виходи |
||||
a1 |
a0 |
|
F0 |
F1 |
F2 |
F3 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
Логічні рівняння дешифратора:
На основі отриманих рівнянь будується схема дешифратора (рис,6.2).
У лабораторній роботі використовується інтегральний дешифратор КІ55ЦД7 (рис.6.3). Вхідний трирозрядний двійковий код надходить на входи A0-A2. Дешифратор має вісім виходів, його особливістю є те, що у вихідному стані на всіх виходах наявна логічна 1. Кожному вхідному двійковому коду відповідав рівень логічного 0 на одному з восьми вихо- дів дешифратора; на решті виходів при цьому присутній рівень логічної 1. Входи &E дозволяють роботу дешифратора. На верхній вхід дозволу
подається рівень логічної 1, на нижній - рівень логічного 0. При інших комбінаціях сигналів на цих входах на виходах дешифратора присутні рівні логічної 1.