Матричный индикатор

 

М атричный индикатор - матрица размерностью 5 ´ 7 = 35 ячеек (табл.3.2). С помощью матричного индикатора и дешифратора можно любому символу (букве, знаку препинания, цифре и т.д.) поставить в соответствие двоичный код. Внешний вид матричного индикатора представлен на рис. 3.3.

 

 

 

Таблица кодов

Рис. 3.3 Внешний вид матричных индикаторов, (а, б)

и таблица кодов ячеек индикатора, (в).

Пример. На матричном индикаторе отобразить букву «Р».

Для этого на соответствующие сегменты (табл. 3.3) нужно подать с дешифратора сигналы логической единицы.

Каждому символу, который может отображаться индикатором, поставлены в соответствие наборы из 35 признаков.

Их номера для буквы «Р» приведены в табл. 3.3.

Если признак соответствует данной букве, то в ячейке ставится «1» и т.д. до заполнения всей таблицы.

Таблица признаков Таблица 3.3

Индикаторы для диспетчерских щитов

На рис. 3.4…3.8 изображены индикаторы рабочих мест диспетчеров.

Рис. 3.4 Матричные индикаторы

Рис. 3.5 Диспетчерский щит и рабочее место диспетчера энергетической системы

Рис. 3.6 Фрагмент мнемосхемы энергетической системы

Рис. 3.7 Фрагмент мнемосхемы энергетической системы

Рис. 3.8 Элемент мнемосхемы

12.2. Преобразователи кодов

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

Соотношения между числами пик могут быть любыми: n = к, n > к, n < к. Преобразователи кодов можно разделить на два типа:

с весовым преобразователем кодов;

с невесовым преобразователем кодов

Примером преобразователей первого типа являются преобразователи десятичных кодов в двоичные, двоично-десятичных кодов в двоичные, двоичных кодов в десятичные и двоично-десятичных в двоичные, и другие.

Преобразователи второго типа используются для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора десятичных цифр, двоичного кода в код Грея и другие.

Эти задачи решаются разными путями. Одним из таких путей является применение комбинационных узлов, называемых преобразователями кодов. Вариант условного обозначения преобразователя кода приведен на рис. 2.34.

Рисунок - Условное графическое обозначение преобразователя кода

12.3. Мультиплексоры и демультиплексоры

12.3.1. Мультиплексоры

Мультиплексором называют комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Мультиплексоры обозначают через MUX, а также через MS.

Мультиплексоры являются универсальными логическими устройствами, на основе которых создают различные комбинационные и последовательностные схемы. Мультиплексоры могут использовать в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах, для преобразования па-раллельного двоичного кода в последовательный и др.

Мультиплексоры (коммутаторы) являются селекторами каналов и служат для поочередного считывания информации с одного из n входов на общий выход в соответствии с адресным кодом.

Мультиплексор MUX (n – 1) имеет n = 2^m информационных входов (m – число адресных входов) и один выход.

Однонаправленные мультиплексоры выполнены на логических элементах и передают цифровую информацию с информационных входов на выход, двунаправленные – в обоих направлениях с помощью электронных ключей и называются селекторами-мультиплексорами (MS).

Эти логические элементы могут использоваться как демультиплексоры, а также для передачи сигналов произвольной формы.

Функционально 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 разрешающие (стробирующие). Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информационный канал подключен к выходу.

Если между числом информационных входов n и числом адресных входов m действует соотношение n=2m, то такой мультиплексор называют полным. Если n<2m, то мультиплексор называют неполным.

Рассмотрим функционирование двухвходового мультиплексора (2→1), который условно изображен в виде коммутатора, а состояние его входов Х1, Х2 и выхода Y приведено в таблице (рис. 16.6).

Рис. Двухвходовый мультиплексор

Исходя из таблицы, можно записать следующее уравнение:

.

На рис. показаны реализация такого устройства и его условное графическое обозначение.

Основой данной схемы является являются две схемы совпадения на элементах И, которые при логическом уровне «1» на одном из своих входов повторяют на выходе то, что есть на другом входе.

Рис. Реализация двухвходового мультиплексора

на логических элементах И

Обозначения входов мультиплексоров: информационные X₁…X_n (D); адресные A₁…A_m и разрешающий считывание информации вход EI (W или V).

Принцип работы мультиплексора MUX (2–1) поясняется таблицей истинности (таблица 1).

Таблица истинности мультиплексора MUX (2 – 1)
№	Входы				Выход
	Служебный	Информационные		Адресный	Информационный
	EI	X1	X0	A	F0
1	0	–	–	–	0
2	1	–	X0	0	X0
3	1	X1	–	1	X1

Примечание: вместо прочерка может использоваться любое значение переменной.

Схема мультиплексора MUX (2 – 1), рис. 3.1, разработана согласно таблице 3.1.

Часто мультиплексоры имеют дополнительный инверсный выход, что отражено в схеме.

Рис. Принципиальная схема: а – MUX (2 – 1),

б – его условное обозначение

Пример. Характеристики и обозначение микросхемы К155КП7.

Это селектор - мультиплексор MS(8-1), соединяющий прямой и инверсный выходы с одним из восьми входов в соответствии с кодом адреса на трех адресных входах.

Имеется также служебный вход EI для разрешения работы мультиплексора в определенный интервал времени при условии EI =1 (стробирование).

Микросхема выполнена в пластмассовом корпусе 238.16-2 с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры микросхемы К155КП7 приведены в табл.3.2, условное графическое обозначение на рис.3.2, назначение выводов в таблице истинности 3.3.

П араметры К155КП7 Таблица 3.2

Uпит., ном., В	5
U0вых., не более, В	0.4
U1вых., не менее, В	2.4
I0вх., не более, мА	-1.6
I1вх., не более, мА	0.04
t1.0зд.р., не более, нс	14
t0.1зд.р., не более, нс	20
Рпот., не более, мВт	260

Рис. Обозначение микросхемы К155КП7

Таблица истинности селектора-мультиплексора К155КП7

№

Входы

Выходы

Служебные

Информационные

Адресные

EI

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

A2

A1

A0

F

/F

1

0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

0

1

2

1

–

–

–

–

–

–

–

X0

0

0

0

X0

/X0

3

1

–

–

–

–

–

–

X1

–

0

0

1

X1

/X1

4

1

–

–

–

–

–

X2

–

–

0

1

0

X2

/X2

5

1

–

–

–

–

X3

–

–

–

0

1

1

X3

/X3

6

1

–

–

–

X4

–

–

–

–

1

0

0

X4

/X4

7

1

–

–

X5

–

–

–

–

–

1

0

1

X5

/X5

8

1

–

X6

–

–

–

–

–

–

1

1

0

X6

/X6

9

1

X7

–

–

–

–

–

–

–

1

1

1

X7

/X7

Примечание: значком «/» обозначается инверсия. Вместо прочерка может использоваться любое значение переменной.

В состав мультиплексора обычно включают двоичный дешифратор, как, в качестве примера, показано на рис. 3.3 для простейшей схемы MUX (2-1).

Это позволяет управлять переключением информационных входов при помощи двоичных кодов, подаваемых на управляющие входы.

Количество информационных входов в таких схемах выбирают кратным степени числа два.

 

Т аблица истинности Таблица 3.4

Входы								Выход
EI		A0			X1		X0	F
0		–			–		–	0
1		0			–		X0	X0
1		1			X1		–	X1

а) б)

Рис. Мультиплексор:

а – на дешифраторе и логических элементах,

управляемый двоичным кодом,

б – его таблица истинности