foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Знання - це скарб, а навчання - ключ до нього.

Навчання - світло, а не навчання тьма.

Знання за гроші не купиш.

Знання - це сила, а незнання - робоча сила?

Хорошого спеціаліста робота сама шукає.

Електротехніка

Лабораторна робота № 4

Тема: Проектування дешифраторів і шифраторів

 Теоретичні відомості

Дешифратори й шифратори по суті належать до перетворювачів кодів. Із прийняттям шифрації пов'язане уявлення про стиснення даних, з поняттям дешифраторів – зворотне перетворення.

Комбінаційна схема, що перетворює код, який поступає на вхід, у сигнал тільки на одному з її виходів, називається дешифратором.

В умовних позначках дешифраторів і шифраторів використаються букви DC й CD (від слів decoder й coder відповідно).

Якщо кількість двійкових розрядів дешифрованого коду позначити через n, то число виходів дешифратора повинно бути 2^n.Taк як за допомогою n-розрядного двійкового коду можна відобразити 2^n кодових комбінацій, число виходів повного дешифратора дорівнює 2^n. Таким чином, дешифратор містить число виходів, рівне числу комбінацій вхідних змінних, наприклад, число входів дорівнює 3, то число виходів дорівнює 23=8.

Якщо частина вхідних наборів не використовується, то дешифратор називають неповним і у нього Nвих<2^n. В ЕОМ за допомогою дешифраторів здійснюється вибірка необхідних комірок запам'ятовуючих пристроїв, розшифровка кодів операцій з видачею відповідних управляючих сигналів і т.д.

Якщо вхідні змінні представити як двійкову систему запису чисел, то логічна одиниця формується в тому виході, номер якого відповідає десятковому запису того ж числа. Наприклад, А = 1, В = 0, С = 0, D = 1, число 1001 у двійковому коді. У десятковому коді це число відповідає 9, тобто при даній комбінації вхідних змінних F9= 1. Дешифратори широко використовуються як перетворювачі двійкового коду в десятковий, а також у багатьох інших пристроях.

Функціонування дешифратора описується системою логічних рівнянь, складених на основі таблиці істинності.

Одноступінчастий дешифратор (лінійний) – найбільш швидкодіючий, але його реалізація при значній розрядності вхідного слова утруднена, оскільки вимагає застосування логічних елементів з більшим числом входів (рівним n +1 для варіантів зі стробіюванням по виходу) і супроводжується великим навантаженням на джерела вхідних сигналів. Звичайно одноступінчастими виконуються дешифратори на невелике число входів, обумовлене можливостями елементів застосовуваної серії мікросхем (див. рис. 1).

У наведеному прикладі на рисунку 1 дешифратор має 3 входи, отже максимальна кількість виходів буде дорівнювати 2^3=8.

Побудова дешифратора на основі простих елементів, за допомогою таблиці істинності (див. таблицю 1) і складених відповідно логічних рівнянь.

Таблиця істинності

А

В

С

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Y8

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

3

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

4

0

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

5

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

6

1

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

7

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

8

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

 Рис. 1. Схема дешифратора на 3 входи та 8 виходів

  desh

Рівняння для побудови:

  1. Y1=A^ B^ C^;
  2. Y5=A B^ C^;
  3. Y2=A^ B^ C ;
  4. Y6=A B^ C;
  5. Y3=A^ B C^;
  6. Y7=A B C^;
  7. Y4=A^ B C;
  8. Y8=A B C ;

 На рисунку 2 наведена часова діаграма роботи дешифратора.

Поява малорозрядних дешифраторів {пірамідальний і матричний) у вигляді ЗІС порушило питання про застосування їх як засобів побудови дешифраторів більшої розрядності, що дає істотну економію апаратурних витрат. Будь-який потрібний дешифратор може бути побудований за пірамідальною структурою. При вході слово ділиться на поля, розрядність яких відповідає числу входів наявних ЗІС дешифраторів, а потім із ЗІС будується пірамідальна структура, що становить сукупність лінійних дешифраторів.

Матричні дешифратори формуються на основі простих лінійних дешифраторів меншої розмірності, тобто будуються у вигляді матриці.

Шифратори. Двійкові шифратори перетворюють код "1 із N" в двійковий код, тобто виконують мікрооперацію, зворотну мікрооперації дешифраторів. При порушенні однієї із вхідних ланцюгів шифратора на його виходах формується слово, що відображає номер збудженого ланцюга.

Повний двійковий шифратор має 2^n входів та n виходів. Одне з основних застосувань шифратора - введення даних із клавіатури, при якому натискання клавіші з десятковою цифрою повинне приводити до передачі в пристрій двійкового коду даної цифри. Приклад побудови шифратора показаний на рис. 3, а на рис. 4 наведена часова діаграма роботи шифратора.

 Рис. 3. Схема шифратора

 

Рис. 4. Діаграма роботи шифратора

Завдання:

Використовуючи пакет Electronics Workbench, спроектувати схеми на основі найпростіших елементів, використовуючи для складання схеми таблицю істинності й проаналізувати роботу:

дешифратора;

шифратора.

Скласти звіт про виконання лабораторної роботи .

У звіт включити:

схеми дешифратора й шифратора;

часові діаграми роботи дешифратора й шифратора.

 

 

Electronics Workbench
копія інформації  з сайту