ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 82
Скачиваний: 2
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут радіотехніки, зв’язку
та приладобудування
Кафедра ТКСТБ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторної роботи №3
з дисципліни „Основи схемотехніки”
на тему „ Дослідження роботи кодуючих і декодуючих пристроїв ”
Вінниця, 2009
МЕТА РОБОТИ: вивчення принципів роботи, методів синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв, побудованих на основі інтегральних мікросхем.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Кодерами (шифраторами) і декодерами (дешифраторами) називаються пристрої для перетворення вхідних кодів в вихідні. Найбільш часто використовуються двійкові кодери і декодери.
Двійкові кодери перетворюють код “1 із N” в двійковий код. При подачі рівня логічної одиниці один із N входів кодера на його виходах формується двійковий код, який відтворює номер цього входу. (На інших входах кодера при цьому мав рівень логічного нуля). Існують кодери, у яких на один із входів подається рівень логічного нуля, на решті входах кодера - рівень логічної одиниці.
Повний кодер мав N входів і n виходів, взаємозв'язок між якими N=2n.
Двійковим декодером називається цифровий логічний пристрій, який перетворює двійковий вхідний код в вихідний код “1 із N” . Кожному значенню двійкового коду на входах декодера відповідав рівень логічної одиниці на одному із N виходів, номер якого відповідав даному двійковому коду. На решті виходах декодера присутній рівень логічного нуля. Існують декодери, де на “вибраному” виході присутній рівень логічного нуля , на решті виходах - рівень логічної одиниці. Повний декодер має N входів і N виходів N = 2n.
Декодер використовують, як правило, для перетворення двійкового коду числа в сигнал управління (0 або 1) на відповідній шині тими чи іншими пристроями.
Розглянемо приклад побудови двійкового кодера для вхідного коду “1 із 3" (табл.1).
Запишемо рівняння кодера:
a0 = F1 v F3;
a1 = F2 v F3;
Для реалізації кодера на елементах І-НІ виразимо отримані співвідношення через операцію І-НІ за допомогою закона де Моргана.
Тоді
,
.
Таблиця 1
|
№ комбінації |
Можливі комбінації входів |
Виходи |
|||
|
1 |
2 |
3 |
a1 |
a0 |
|
|
F0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
F1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
F2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
F3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
На основі даних виразів будується кодер, зображений на рис.1.
У вихідному “не збудженому” стані всі входи 1,2,3 знаходяться в стані логічного нуля. При подачі на один із входів рівня логічної одиниці на виходах а0, а появиться двійковий код, відповідний десятковому номеру “збудженого” входу (табл. 2)
Таблиця 2
|
Входи |
виходи |
||||
|
a1 |
а0 |
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 |
Аналогічно будується кодер з будь-якою кількістю входів.
Логічні рівняння виходів декодера мають вигляд:
,
,
,
.
На основі даних рівнянь будуємо схему декодера (рис 2). Кожній двійковій комбінації на виходах а0, а1 відповідав рівень логічної одиниці на одному з виходів F0-F3. Аналогічно будуються декодери на велику кількість вхідних двійкових розрядів.
Рис. 1 - Схема кодера
Рис. 2 - Схема кодера
Рис. 3 - Схема роботи декодера для трирозрядного двійкового коду
Рис. 4 - Схема управління роботою двох декодерів при декодуванні 4-х розрядного двійкового коду
Особливість декодера - вихідні стани всіх виходів декодера –“1”. Кожному вхідному двійковому коду відповідає рівень логічного нуля на одному із восьма виходів декодера, на решта виходах при цьому присутній рівень логічної одиниці.
Входи &, Е дозволяють роботу декодера. На верхній вхід дозволу подається рівень логічної одиниці, на нижні входи дозволу. подається рівень логічного нуля.
На рис. 3 зображена схема роботи декодера для трьохрозрядного двійкового коду. На рис. 4 зображена схема управління роботою двох декодерів при декодуванні 4-х розрядного двійкового коду. Принцип роботи схеми: перші 7 вхідних імпульсів декодуються декодером DD2, робота декодера DD3 при цьому заборонена по верхньому входу дозволу. Після приходу восьмого імпульса робота декодера DD2 забороняється по інверсному входу дозволу, а декодера DD3 дозволяється по прямому входу дозволу.
ПОРЯДОК ТА МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
1. Вивчити принцип роботи і методи синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв.
2. Скласти схему так: приєднати до існуючої схеми елемент 74147, і в результаті треба отримати задану кількість входів і виходів.
3. Синтезувати декодер. Отримати часові діаграми входів і виходів.
ЗМІСТ ЗВІТУ
В звіті повинні бути подані умовні позначення кодерів і декодерів, таблиці істинності, рівняння функціонування схеми, часові діаграми, висновки по результатах досліджень.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
-
Що таке декодер?
-
Що таке кодер?
-
Які дешифратори Ви знаєте?
-
Пірамідальний дешифратор.
-
Що таке селектор?
-
Що таке демультиплексор?
-
Який принцип роботи і методи синтезу кодуючи і декодуючих пристроїв?
9. Призначення кодуючих і декодуючих пристроїв.