Ne konsideruam një dekoder me një fazë (linear) - është më i shpejti, por zbatimi i tij me një gjerësi të konsiderueshme të fjalës hyrëse është i vështirë, pasi kërkon përdorimin e elementeve logjikë me një numër të madh hyrjesh, i cili shoqërohet me një ngarkesë të madhe. në burimet e sinjalit hyrës. Në mënyrë tipike, dekoderat me një fazë kryhen për një numër të vogël hyrjesh, të përcaktuara nga aftësitë e elementeve të serisë së aplikuar të mikroqarqeve. Prandaj, shpesh numri i kunjave të dekoderit nuk është i mjaftueshëm për të zgjedhur numrin e kërkuar të pajisjeve të teknologjisë së mikroprocesorit. Duke përdorur dy dekodera me një hyrje aktivizuese E, është e mundur të implementohet një dekoder me numrin e daljeve N = 2 n+1 (Fig. 2.11.3).
Oriz. 2.11.3. Dekoder 3x8 i bazuar në dy dekoder 2x4
Në fig. 2.11.3 tregon një diagram të një dekoderi të kombinuar 3x8 të implementuar në dy dekodera të plotë 2x4. Kështu, është e mundur të krijohet një dekoder 4x16 nga 2 dekoder 3x8, etj. Hyrja e aktivizimit E përdoret si një bit adresash. Kur E = 0, funksionon dekoderi i sipërm, kur E = 1, dekoderi i poshtëm funksionon, ndërsa të gjitha daljet e dekoderit të sipërm janë 0.
Përdoret gjerësisht edhe metoda kaskadë (piramidale) e ndërtimit të dekoderëve me numër të madh daljesh në mikroqarqet e dekoderit me numër më të vogël daljesh (Fig. 2.11.4).
Për të mundësuar funksionimin e njërit prej dekoderëve 3x8 (DC2, DC3, DC4, DC5), një sinjal aktivizimi ose çaktivizimi furnizohet në hyrjen E të çdo dekoderi nga dekoderi DC1 (faza e parë), i cili kontrollohet nga bitet e adresës A3. , A4.
Oriz. 2.11.4. Skema e përfshirjes së kaskadës (piramidale) të dekoderave
Bitet e adresës A0, A1, A2 ushqehen paralelisht me dekoderat e fazës së dytë. Numri i përgjithshëm i bitave të adresës është rritur me 2 bit.
Koduesit. Koduesit janë pajisje të krijuara për të kthyer një kod unitar në binar. Në daljen e koduesit, shfaqet një kod binar shumë-bitësh që korrespondon me numrin dhjetor të hyrjes në të cilën aplikohet niveli logjik aktiv. Koduesit binar kryejnë funksionimin e kundërt të dekoderave.
Koduesi nganjëherë quhet "koder" (nga koduesi anglisht) dhe përdoret, për shembull, për të kthyer numrat dhjetorë të shtypur në tastierën e një paneli kontrolli me butonin në numra binar. Nëse numri i hyrjeve është aq i madh sa koduesi përdor të gjitha kombinimet e mundshme të sinjaleve dalëse, atëherë një kodues i tillë quhet i plotë. Numri i hyrjeve dhe daljeve në një kodues të plotë lidhet me relacionin N = 2 n , ku N është numri i hyrjeve, n është numri i daljeve. Pra, për të kthyer kodin e tastierës në një numër binar katërshifror, mjafton të përdorni vetëm 10 hyrje, ndërsa numri i përgjithshëm i hyrjeve të mundshme do të jetë 16 (n = 2 4 = 16), kështu që koduesi 10x4 do të jetë i paplotë. .
Konsideroni një shembull të ndërtimit të një koduesi për konvertimin e një kodi njësi dhjetë-bitësh (numrat dhjetorë nga 0 në 9) në një kod binar. Në këtë rast, supozohet se sinjali që korrespondon me një njësi logjike zbatohet vetëm në një hyrje në të njëjtën kohë.
Tabela e së vërtetës për koduesin është dhënë në tabelën 2.11.3.
Duke përdorur këtë tabelë, ne shkruajmë shprehje logjike për variablat e daljes, duke përfshirë në shumën logjike ato variabla hyrëse që korrespondojnë me njësinë e ndryshores së daljes përkatëse.
Tabela e së vërtetës për dekoderin
Tabela 2.11.3.
| Inputet | Rezultatet | |||||||||||||
| № | X0 | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | A3 | A2 | A1 | A0 |
Le të shkruajmë ekuacionet logjike për variablat e daljes A0, A1, A2, A3:
A0 = X1 v X3 v X5 v X7 v X9
A1 = X2 v X3 v X6 v X7
A2 = X4 v X5 v X6 v X7
Për një kodues të tillë, është e lehtë të ndërtohet një qark mbi elementet logjike "OR" (Fig. 2.11.5).
Oriz. 2.11.5. Skema e një koduesi jo të plotë 10x4
Udhëzime metodologjike për kryerjen e punës:
Shkruani në raport, si zakonisht, emrin e veprës, qëllimin e punës. Jepni përkufizimin e një dekoderi. Bëni një tabelë të vërtetës për një dekoder që ka 3 hyrje adresash. Shkruani ekuacionet për secilën nga 8 daljet e dekoderit. Ndërtoni një diagram. Ndërtoni një qark që zbaton funksionet e dekoderit në Multisim. Eksploroni punën e saj.
Eksploroni funksionimin e çipit të dekoderit 2x4. Montoni qarkun e dekoderit të treguar në fig. 2.11.4 duke përdorur vetëm dekodera 2x4.
Merrni diagramet e kohës së funksionimit të qarkut. Për të treguar të gjitha sinjalet hyrëse dhe dalëse të dekoderit, përdorni 2 analizues.
Vizatoni një diagram dhe shpjegoni se si funksionon në raport. Ju lutemi jepni diagramet e kohës. Diagramet e kohës duhet të shfaqen në një faqe; diagramet e lidhura me kohën nuk mund të vazhdojnë në një faqe tjetër. Të gjitha lidhjet ndërmjet sinjaleve duhet të jenë të qarta.
Bëni një tabelë të së vërtetës për koduesin e plotë 8x3. Shkruani funksionet logjike të variablave dalëse. Ndërtoni dhe hulumtoni qarkun e gërvishtësit. Në raport jepni një tabelë të vërtetës, ekuacione, një diagram të ndërtuar sipas ekuacioneve, diagrame kohore.
Shkruani përfundimet që korrespondojnë me secilin artikull të punës së kryer.
Pyetjet për t'u përgatitur për raportin:
1. Përcaktoni një dekoder.
2. Përcaktoni një scrambler.
3. Çfarë nënkuptohet me kod unitar?
4. Cili është ndryshimi midis një dekoderi të plotë dhe atij jo të plotë?
5. Cili është ndryshimi midis një koduesi të plotë dhe atij jo të plotë?
6. Cili është ndryshimi midis dekoderit linear dhe atij piramidal?
7. A ka më shumë shpejtësi një dekoder linear apo një dekoder piramidal?
8. Kërkohen më shumë kosto harduerike për të zbatuar një dekoder linear apo piramidal?
9. Pse përdoren dekoderat dhe koduesit në informatikë?
12. Punë laboratori nr.12
Hulumtimi i multiplekserëve dhe demultipleksorëve
Objektiv: Të studiojë parimet e sintezës dhe funksionimit të multipleksorëve dhe demultipleksorëve.
Ushtrimi: Sintetizoni qarkun e multiplekserit, hulumtoni funksionimin e qarkut. Eksploroni çipin e multiplekserit, ndërtoni dhe hetoni funksionimin e qarkut piramidal. Sintetizoni qarkun e demultipleksorit, hulumtoni funksionimin e qarkut. Eksploroni funksionimin e përbashkët të multiplekserit dhe demultiplekserit.
Hyrje Teorike
Multiplekser quhet një pajisje logjike kombinuese e krijuar për transmetimin e kontrolluar të të dhënave nga disa burime informacioni në një kanal dalës. Hyrjet e multiplekserit ndahen në informacion D 0 , D 1 , ...... dhe kontrolli (adresa) POR 0 , POR 1 , …, POR n-1 .
Kodi i aplikuar në hyrjet e adresës përcakton se cili nga inputet e informacionit po transferohet aktualisht në daljen e qarkut. Sepse n-kodi binar binar mund të marrë 2 n vlera, atëherë nëse numri i hyrjeve të adresës së multiplekserit është n, numri i hyrjeve të tij të informacionit duhet të jetë i barabartë me 2 n.
Le të ndërtojmë një tabelë të së vërtetës që shfaq funksionimin e multiplekserit me dy hyrje adresash bazuar në përkufizimin. Le të shënojmë në tabelën A0 dhe A1 - hyrjet e adresave. D0, D1, D2, D3 - hyrjet e 4 rrjedhave të të dhënave, kur vendosni adresën, të dhënat përkatëse do të transmetohen në daljen e vetme të multiplekserit Y (tabela 2.12. 1).
Tabela duket si kjo:
Tabela 2.12. një
| Adresë | Të dhënat | Dilni | ||||
| A1 | A0 | D0 | D1 | D2 | D3 | Y |
| D0 | D1 | D2 | D3 | D0 | ||
| D0 | D1 | D2 | D3 | D1 | ||
| D0 | D1 | D2 | D3 | D2 | ||
| D0 | D1 | D2 | D3 | D3 |
Le të shkruajmë ekuacionin për funksionin Y:
Y = A1*A0*D0 v A1*A0 D1 v A1 A0*D2 v A1 A0 D3.
Qarku që zbaton funksionin Y mund të ndërtohet në 2 inverterë, 4 elementë "AND" me tre hyrje dhe një element "OR" me katër hyrje (Fig. 12.2.1).
Oriz. 12.2.1. 4-1 qark multiplekser
Është e mundur të montoni një dekoder për të zbatuar të njëjtin qark dhe ta përdorni atë për të kaluar hyrjet në daljen Y (Fig. 2.12.2).
Oriz. 2.12.2. Qarku i multiplekserit dhe simboli i tij
Në rastet kur funksionaliteti i IC-ve multiplekser nuk i kënaq zhvilluesit për sa i përket numrit të hyrjeve të informacionit, ata përdorin kaskadimin e tyre për të rritur numrin e hyrjeve në vlerën e kërkuar. Mënyra më universale për të rritur dimensionin e një multiplekseri është ndërtimi i një strukture piramidale të përbërë nga disa multiplekser. Në këtë rast, niveli i parë i qarkut është një kolonë që përmban aq shumë multiplekser sa është e nevojshme për të marrë numrin e kërkuar të hyrjeve të informacionit. Të gjithë multiplekserët në këtë kolonë ndërrohen nga i njëjti kod adrese, i përbërë nga numri përkatës i shifrave më pak të rëndësishme të kodit të përbashkët të adresës. Shifrat e sipërme të kodit të adresës përdoren në nivelin e dytë, multiplekseri i të cilit siguron funksionimin alternativ të multipleksuesve të nivelit të parë në një dalje të përbashkët. Qarku kaskadë i multiplekserit "16-1", i ndërtuar mbi multiplekserët "4-1", është paraqitur në fig. 2.12.3.
Oriz. 2.12.3. Kaskadë Multiplekser 16-1
Një aplikim tipik i një multiplekseri është transmetimi i informacionit nga disa burime të ndara në hapësirë (sensorë) të informacionit në hyrjen e një marrësi.
Supozoni se temperatura e ambientit matet në disa dhoma dhe rezultatet e këtyre matjeve duhet të futen në një pajisje regjistrimi, siç është një kompjuter. Në të njëjtën kohë, meqenëse temperatura ndryshon ngadalë, nuk është e nevojshme të matet vazhdimisht për të marrë saktësi të mjaftueshme. Mjafton të kesh informacion në intervale të caktuara fikse.
Multiplekseri kryen funksionin e lidhjes së burimeve të ndryshme të informacionit me një marrës në një komandë të caktuar.
Multiplekseri mund të përdoret si një element logjik universal për të zbatuar çdo funksion logjik nga numri i argumenteve të barabartë me numrin e hyrjeve të adresave të multiplekserit. Le ta tregojmë këtë në shembullin e një funksioni logjik të dhënë nga një tabelë e vërtetësisë (Tabela 2.12.2).
Tabela2.12.2
| № | A2 | A1 | A0 | Y | № | A2 | A1 | A0 | Y |
Qarku që zbaton këtë funksion është paraqitur në fig. 2.12.4.
Oriz. 2.12.4. Zbatimi i një qarku kombinim duke përdorur një multiplekser
Demultiplekser- ky është një qark i kombinuar me një hyrje informacioni (D), n hyrje kontrolli (adrese) (A0, A1, ..., An-1) dhe N = 2 n dalje (Y0, Y1, ..., YN- 1). Kodi binar që arrin në hyrjet e adresës përcakton një nga daljet N, të cilit i transmetohet vlera e ndryshores nga hyrja e informacionit D. Demultiplekseri zbaton një funksion që është i kundërt me funksionin e multiplekserit. Ai është krijuar për të ndarë rrjedhën e të dhënave të një burimi informacioni në disa kanale dalëse.
Më poshtë është paraqitur tabela e funksionimit të demultipleksorit (Tabela 2.12.2), i cili ka 4 dalje informacioni (Y0, Y1, Y2, Y3) dhe n = 2 hyrje adresash (A0, A1).
Tabela 2.12.2
| Hyrja e informacionit | Adresë | Degët e informacionit | ||||
| D | A1 | A0 | Y0 | Y1 | Y2 | Y3 |
| D | D | |||||
| D | D | |||||
| D | D | |||||
| D | D |
Ekuacionet që përshkruajnë funksionimin e demultiplekserit:
Y0 = D A1* A0*; Y1 = D A1*A0; Y2 = A1 A0*; Y3 = A1 A0.
Skema e demultipleksorit të ndërtuar sipas këtyre barazimeve dhe paraqitja grafike e tij janë paraqitur në fig. 2.12.5.
Oriz. 2.12.5. Skema e demultiplekserit "1-4" dhe imazhi i tij i kushtëzuar
Funksioni i demultiplekserit zbatohet lehtësisht duke përdorur dekoderin, nëse hyrja e tij "Aktivizo" - E përdoret si hyrje informacioni e demultiplekserit, dhe hyrjet 1, 2, 4 ... - si hyrje të adresës së demultipleksorit A0 , A1, A2, ... Në të vërtetë, me vlerën aktive të sinjalit në hyrjen E, zgjidhet dalja që korrespondon me kodin e aplikuar në hyrjet e adresës. Prandaj, qarqet e integruara të dekoderave me një hyrje aktivizuese quhen ndonjëherë jo vetëm dekoder, por dekoder-demultipleksues.
Termi "multipleksim" i referohet procesit të transmetimit të të dhënave nga burime të shumta mbi një kanal të përbashkët. Një multiplekser përdoret si një pajisje që kryen funksionin e reduktimit të të dhënave në një kanal në anën transmetuese. Një pajisje e tillë është në gjendje të ndajë përkohësisht sinjalet që vijnë nga disa burime dhe t'i transmetojë ato në kanalin e komunikimit (linjën) njëri pas tjetrit në përputhje me ndryshimin e kodeve në hyrjet e adresave të tij.
Në anën marrëse, zakonisht kërkohet të kryhet operacioni i kundërt - demultipleksimi, d.m.th. shpërndarja e pjesëve të të dhënave të marra në kanalin e komunikimit në momente të njëpasnjëshme në kohë, sipas marrësve të tyre. Ky veprim kryhet nga demultipleksuesi. Ndarja e multiplekserit dhe demultipleksorit për të transferuar të dhëna nga 4 burime në
4 marrës në një linjë të përbashkët është ilustruar në fig. 2.12.6.
Oriz. 2.12.6. Ndarje multiplekser dhe demultiplekser për transmetimin e të dhënave
Informacione të ngjashme.
Puna laboratorike kryhet duke përdorur stendën e laboratorit të trajnimit LESO2.
1 Qëllimi i punës
Qëllimi i punës është të studiojë parimet e funksionimit të qarqeve të kombinuara: një dekoder, një kodues, një konvertues kodi për një tregues me shtatë segmente, një multiplekser, një grumbullues.
2 Informacion i shkurtër teorik
2.1 Dekoder (dekoder)
Dekoderi (dekoderi) përdoret për të kthyer kodin binar pozicional n-bit në një sinjal të vetëm daljeje në një nga daljet 2n. Për çdo kombinim të sinjaleve hyrëse, në njërën nga daljet shfaqet 1. Kështu, një sinjal i vetëm në njërën nga daljet mund të përdoret për të gjykuar kombinimin e kodit të hyrjes. Tabela e së vërtetës për një dekoder me dy hyrje është paraqitur në tabelën 2.1.
Tabela 2.1 - Tabela e së vërtetës së një dekoderi dy-bitësh
| x1 | x2 | y0 | y1 | y2 | y3 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Për të ndërtuar një qark dekoderi sipas tabelës së vërtetës, do të përdorim metodologjinë e përshkruar në punën laboratorike nr. 1, të kryer në stendën LESO2. Për shembull, pajisja duhet të ketë 4 dalje. Për çdo dalje, ne shkruajmë një shprehje logjike. Bazuar në SDNF:
y0 = x1 x2
y1 = x1 x2
y2 = x1 x2
Sipas këtij sistemi të shprehjeve, është e lehtë të ndërtohet një qark i dekoderit të kërkuar (Figura 2.1).
Figura 2.1 - Skema e dekoderit Emërtimi grafik konvencional i një dekoderi të tillë është paraqitur në Figurën 2.2.
Figura 2.2 - Përcaktimi grafik i kushtëzuar i dekoderit 2.2 Enkoder (enkoder)
Enkoderi kryen një funksion të anasjelltë me dekoderin (dekoderin), domethënë, ai konverton një kod binar 2n-bit jo-pozicional (unitar) në një kod pozicionor n-bit. Kur një sinjal i vetëm aplikohet në një nga hyrjet, kodi binar përkatës gjenerohet në dalje. Le të bëjmë një tabelë të vërtetësisë së koduesit për n = 2.
Tabela 2.2 - Tabela e së vërtetës së koduesit për n = 2
| x1 | x2 | x3 | x4 | y1 | y0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Ne sintetizojmë koduesin. Për ta bërë këtë, ne shkruajmë sistemin e funksioneve të veta:
y1 = x1 x2 x3 x4 + x1 x2 x3 x4
y0 = x1 x2 x3 x4 + x1 x2 x3 x4
Figura 2.3 - Skema e koduesit 
Figura 2.4 - Përcaktimi grafik i kushtëzuar i koduesit 2.3 Konvertuesi i kodit për ekran me shtatë segmente
Konvertuesit më të gjerë të kodit janë të njohur në lidhje me treguesit dixhitalë. Për shembull, një konvertues i një kodi binar pozicional 4-bit në shifra dhjetore. Ekziston një tregues me shtatë segmente dhe me ndihmën e tij kërkohet të theksohen dhjetë shifra.
Figura 2.5 - Treguesi me shtatë segmente Natyrisht, kodi binar duhet të ketë të paktën 4 bit (2^4 = 16, që është më shumë se 10). Le të bëjmë një tabelë të së vërtetës për funksionimin e një konverteri të tillë.
Tabela 2.3 - Tabela e vërtetësisë së dhënës
| Numri | Kodi binar 8-4-2-1 | a | b | në | G | d | e | dhe | |||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
Sipas TI, është e lehtë të hartohet një sistem i eigenfunksioneve për të gjitha daljet, d.m.th. SDNF, minimizojeni atë dhe bëni një diagram skematik.
Figura 2.6 - Përcaktimi grafik simbolik i konvertuesit të kodit 2.4 Multiplekser
Një multiplekser është një pajisje që ju lejon të kaloni një nga 2^n hyrjet e informacionit X në një dalje Y nën veprimin e n sinjaleve të kontrollit (adresës). Në imazh. 2.7 tregon një diagram të thjeshtuar funksional të një multiplekseri në çelësat elektronikë të idealizuar.
Figura 2.7 - Skema e multiplekserit mbi çelësat elektronikë të idealizuar Në qarqet dixhitale, kërkohet të kontrolloni çelësat duke përdorur nivele logjike. Prandaj, është e dëshirueshme të zgjidhni një pajisje që mund të kryejë funksionet e një çelësi elektronik me kontroll të sinjalit dixhital. Le të përpiqemi të "detyrojmë" elementët logjikë tashmë të njohur për ne të punojnë si një çelës elektronik. Merrni parasysh TI-në e elementit logjik "AND". Në këtë rast, një nga hyrjet e elementit logjik "AND" do të konsiderohet si një hyrje informacioni e çelësit elektronik, dhe hyrja tjetër si një kontroll. Meqenëse të dy hyrjet e portës AND janë ekuivalente, nuk ka rëndësi se cila është hyrja e kontrollit. Le të jetë X hyrja e kontrollit dhe Y hyrja e informacionit. Për thjeshtësi të arsyetimit, ne e ndajmë TI në dy pjesë në varësi të nivelit të sinjalit logjik në hyrjen e kontrollit X.
Tabela 2.4 - Tabela e së vërtetës
| y | x | jashtë |
| 0 0 |
0 1 |
0 0 |
| 1 1 |
0 1 |
0 1 |
Tabela e së vërtetës tregon qartë se nëse një nivel logjik zero aplikohet në hyrjen e kontrollit X, sinjali i aplikuar në hyrjen Y nuk kalon në daljen Out. Kur një njësi logjike aplikohet në hyrjen e kontrollit X, sinjali në hyrjen Y shfaqet në daljen e daljes. Kjo do të thotë se elementi logjik "AND" mund të përdoret si një çelës elektronik. Në këtë rast, nuk ka rëndësi se cili nga hyrjet e elementit "AND" do të përdoret si hyrje kontrolli, dhe cili - si informacion. Mbetet vetëm për të kombinuar rezultatet e elementeve "AND" në një dalje të përbashkët. Kjo bëhet duke përdorur elementin logjik "OR" në të njëjtën mënyrë si kur ndërtohet një qark sipas një tabele të vërtetë arbitrare. Versioni që rezulton i qarkut të ndërprerësit me kontroll logjik të nivelit është paraqitur në Figurën 2.8.
Figura 2.8 - Diagrami skematik i multiplekserit, i realizuar mbi elemente logjike Në qarqet e paraqitura në figurat 2.7 dhe 2.8, mund të aktivizoni njëkohësisht disa hyrje në një dalje. Sidoqoftë, kjo zakonisht çon në pasoja të paparashikueshme. Përveç kësaj, kërkohen shumë hyrje për të kontrolluar një ndërprerës të tillë, kështu që një dekoder binar zakonisht përfshihet në multiplekser, siç tregohet në figurën 2.9. Kjo skemë ju lejon të kontrolloni ndërrimin e hyrjeve të informacionit të multiplekserit duke përdorur kodet binare të aplikuara në hyrjet e tij të kontrollit. Numri i hyrjeve të informacionit në skema të tilla zgjidhet si shumëfish i fuqisë së dy.
Figura 2.9 - Diagrami skematik i një multiplekseri të kontrolluar me binar Emërtimi grafik konvencional i një multiplekseri me 4 hyrje me kontroll të kodit binar është paraqitur në figurën 2.10. Inputet A0 dhe A1 janë hyrjet e kontrollit të multiplekserit, duke përcaktuar adresën e sinjalit të hyrjes së informacionit që do të lidhet me pinin dalës të multiplekserit Y. Sinjalet hyrëse të informacionit janë etiketuar: X0, X1, X2 dhe X3.
Figura 2.10 - Përcaktimi grafik simbolik i një multiplekseri me 4 hyrje Në emërtimin grafik konvencional, emrat e hyrjeve të informacionit A, B, C dhe D zëvendësohen me emrat X0, X1, X2 dhe X3, dhe emri i daljes Out zëvendësohet me emrin Y. Ky emërtim i hyrjet dhe daljet e multiplekserit janë më të zakonshme në literaturën vendase. Hyrja e adresës është etiketuar A0 dhe A1.
Ju mund të lexoni në lidhje me tiparet e zbatimit të multiplekserëve në gjuhën Verilog në artikull:
Arkitektura FPGA. Pjesa 2. Multiplekseri
2.5 Shtues
Një grumbullues është një nyje kompjuterike e krijuar për të shtuar numra binarë. Ndërtimi i grumbulluesve binare zakonisht fillon me një grumbullues modul 2.
Mbledhja e modulit 2
Qarku i grumbullimit të modulit 2 është i njëjtë me qarkun XOR.
Tabela 2.5 - Tabela e vërtetësisë së mbledhjes së modulit 2
| x1 | x2 | y |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Shprehja Boolean që përshkruan mbledhjen e modulit 2:
y = x1 x2 + x1 x2
Figura 2.11 - Përcaktimi grafik i kushtëzuar i grumbulluesit të modulit 2 Bazuar në ekuacionin logjik që përshkruan këtë element, mund të sintetizoni një qark:
Figura 2.12 - Skema e grumbulluesit të modulit 2 Mbledhja e modulit 2 kryen mbledhjen pa marrë parasysh bartjen. Në një grumbullues konvencional binar, një bartje duhet të merret parasysh, kështu që qarqet kërkohen për të formuar një bartje në bitin tjetër. Tabela e vërtetësisë së një qarku të tillë, i quajtur gjysmë-mbledhës, është dhënë në tabelën 2.6.
Tabela 2.6 - Tabela e së vërtetës së gjysmëmbledhësit
| A | B | S | P0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
Këtu A dhe B– termat;
S- shuma;
P0– transferimi në bitin më domethënës (transfer output Pout).
Le të shkruajmë sistemin e eigenfunksioneve për gjysmëmbledhësin:
S = A B + A B
P0 = A B
Figura 2.13 - Diagrami skematik që zbaton tabelën e vërtetësisë së gjysmëmbledhësit 
Figura 2.14 - Imazhi i një gjysmë grumbulluesi në diagrame Mbledhja e plotë.
Qarku gjysmë-mbledhës gjeneron një bartje në bitin më të rëndësishëm, por nuk mund të marrë parasysh bartjen nga biti më pak i rëndësishëm. Kur shtoni numra binarë shumëshifrorë, është e nevojshme të shtoni tre shifra në secilën shifër - 2 terma dhe një njësi bartëse nga biti i mëparshëm PI.
| PI | A | B | S | PO |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
PI– hyrja 1 bartje nga biti i mëparshëm,
PO– dalja 1 bartet në rendin e lartë.
Bazuar në tabelën e së vërtetës, ne shkruajmë një sistem eigenfunksionesh për çdo dalje:
S = A B PI + A B PI + A B PI + A B PI
PO = A B PI + A B PI + A B PI + A B PI
Si rezultat, marrim një qark të plotë të grumbullimit (Figura 2.15).
Figura 2.15 - Diagrami skematik që zbaton tabelën e vërtetësisë së një grumbulluesi të plotë binar me një bit 
Figura 2.16 - Imazhi i një grumbulluesi të plotë binar njëshifror në diagrame
| Teoria Pyetje |
3 Detyrë për të punuar
3.1 Eksploroni se si funksionon dekoderi 2 x 4
Konfiguro FPGA në përputhje me Figurën 3.1. Lidhni çelësat S7 dhe S8 në hyrjet X0 dhe X1 dhe treguesit LED LED5, LED6, LED7, LED8 në daljet Y0, Y1, Y2, Y3. Për ta bërë këtë, lidhni hyrjet dhe daljet e dekoderit me këmbët përkatëse FPGA.
Figura 3.1 - Skema e dekoderit Duke aplikuar të gjitha kombinimet e mundshme të niveleve logjike në hyrjet X0, X1 duke përdorur tastet S7, S8 dhe duke vëzhguar gjendjet e treguesve LED LED5, LED6, LED7, LED8, plotësoni tabelën e së vërtetës së dekoderit.
Tabela 3.1 - Tabela e dekoderit
| x1 | x2 | y0 | y1 | y2 | y3 |
| 0 | 0 | ||||
| 0 | 1 | ||||
| 1 | 0 | ||||
| 1 | 1 |
3.2
Eksploroni parimin e funksionimit të koduesit 4x2
Konfiguro FPGA sipas Figurës 3.2.
Figura 3.2 - Skema e koduesit 4x2 Lidhni çelsat S8, S7, S6, S5 me hyrjet X1, X2, X3, X4 dhe treguesit LED LED8, LED7 me daljet Y0, Y1. Për ta bërë këtë, lidhni hyrjet dhe daljet e dekoderit me këmbët përkatëse FPGA. Duke aplikuar të gjitha kombinimet e mundshme të niveleve logjike në hyrjet X1, X2, X3, X4 duke përdorur tastet S8, S7, S6, S5 dhe duke vëzhguar gjendjet e treguesve LED LED7, LED8, plotësoni tabelën e së vërtetës së koduesit.
Tabela 3.2 - Tabela e së vërtetës së koduesit
| x1 | x2 | x3 | x4 | y1 | y0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 0 | 1 | 0 | 0 | ||
| 0 | 0 | 1 | 0 | ||
| 0 | 0 | 0 | 1 |
3.3 Hetoni funksionimin e konvertuesit të kodit për një tregues me shtatë segmente.
Bëni një tabelë të vërtetësisë së konvertuesit të kodit (tabela. 3.3).
Montoni qarkun e treguar në figurën 3.3.
Tabela 3.3 - Tabela e vërtetësisë së dhënës
| x3 | x2 | x1 | x0 | A | B | C | D | E | F | G |
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||||||
| 0 | 0 | 0 | 1 | |||||||
| 0 | 0 | 1 | 0 | |||||||
| 0 | 0 | 1 | 1 | |||||||
| 0 | 1 | 0 | 0 | |||||||
| 0 | 1 | 0 | 1 | |||||||
| 0 | 1 | 1 | 0 | |||||||
| 0 | 1 | 1 | 1 | |||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | |||||||
| 1 | 0 | 0 | 1 |
Figura 3.3 - Skema e konvertuesit të kodit për një tregues me shtatë segmente Duke përdorur tastet S8, S7, S6, S5, kombinime të ndryshme kodesh në hyrjet X0, X1, X2, X3 përcaktojnë numrat e shfaqur në tregues. Bazuar në rezultatet e eksperimentit, plotësoni tabelën 3.4.
Tabela 3.4 - Tabela që përshkruan funksionimin e konvertuesit të kodit për një tregues me shtatë segmente
| x3 | x2 | x1 | x0 | Leximi i treguesit |
| 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 0 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
3.4 Eksploroni funksionimin e multiplekserit 4x1
Konfiguro FPGA në përputhje me Figurën 3.4.
Figura 3.4 - Diagrami i një multiplekseri 4x1 Duke vendosur në mënyrë alternative të gjitha kombinimet e mundshme të kodit në hyrjet e adresës A dhe B, përcaktoni numrin e kanaleve të ndërruara. Numri i kanalit të komutuar përcaktohet duke u lidhur në mënyrë sekuenciale me hyrjet X0, X2, X3, X4 të nivelit të njësisë logjike dhe duke monitoruar daljen Y. Plotësoni tabelën 3.5.
Tabela 3.5 - Tabela që përshkruan funksionimin e multiplekserit
3.5 Eksploroni qarkun e grumbulluesit
Konfiguro FPGA sipas Figurës 3.5. Këtu Gjilpere, Puth hyrjen dhe daljen e njësisë së transferimit, përkatësisht, A dhe B- kushtet, S- shuma.
Figura 3.5 - Skema e grumbulluesit Plotësoni tabelën e së vërtetës së grumbulluesit (tabela 3.6).
Tabela 2.7 - Tabela e plotë e së vërtetës së grumbulluesit
| Gjilpere | B | A | Puth |
| 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 1 |
- Objektiv.
- Skemat për studimin e dekoderit, koduesit, konvertuesit të kodit për një tregues me shtatë segmente, multiplekser, grumbullues.
- Tabelat e së vërtetës për secilën skemë.
- Përfundime për secilën detyrë.
5 Pyetje sigurie
- Si funksionon një dekoder?
- Si të sintetizoni një dekoder me një thellësi bit arbitrare?
- Si funksionon koduesi?
- Si funksionon konverteri i kodit për një tregues me shtatë segmente?
- Si është rregulluar treguesi i shtatë segmenteve?
- Si funksionon një multiplekser?
- Si u hulumtua multiplekseri në laborator?
- Si funksionon mbledhësi?
- Vizatoni tabelën e së vërtetës së koduesit.
- Çfarë është një njësi transferimi?
Tabela e së vërtetës që përshkruan logjikën e funksionimit është dhënë më poshtë.
L-nivel i ulët
H-nivel i lartë
X është i ulët apo i lartë, nuk ka rëndësi
Nëse uleni dhe goditni për një minutë, atëherë mund të kuptoni se nuk ka asgjë të komplikuar këtu =) Vlen të përmendet se niveli aktiv në dalje është i ulët (i ulët). Përveç hyrjeve dhe daljeve, ekzistojnë dy dalje që mundësojnë mundësojnë përfshirë nga logjike DHE. Dekoderi do të kryejë funksionin e tij vetëm kur të dyja këto këmbë janë në tokë.
IMHO, e vetmja pengesë është se në çdo moment të caktuar vetëm një nga daljet mund të ketë një nivel aktiv. Prandaj, nëse duhet të aktivizoni disa dalje në të njëjtën kohë, do të duhet të bashkëngjitni kontrollin dinamik.
$regfile = "attiny13.dat"
$kristal = 1000000
Config Portb = Output
Portb = &B00001111
Pret 100
Portb = &B00001110
Pret 100
Portb = &B00001101
Pret 100
Portb = &B00001100
Pret 100
Portb = &B00001011
Pret 100
Portb = &B00001010
Pret 100
Portb = &B00001001
Pret 100
Portb = &B00001000
Pret 100
Portb = &B00000111
Pret 100
Portb = &B00000110
Pret 100
Portb = &B00000101
Pret 100
Portb = &B00000100
Pret 100
Portb = &B00000011
Pret 100
Portb = &B00000010
Pret 100
Portb = &B00000001
Pret 100
Portb = &B00000000
pres 100
lak
Ja çfarë ndodh në fund:
Në bazë të dekoderit, mund të ndërtoni gjithashtu një zgjerues të tastierës, dhe kështu të merrni në dispozicionin tuaj 16 butona që zënë 5 kunjat e mikrokontrolluesit. Për shembull, këtu është një shembull i thjeshtë për attiny2313:
Në ciklin kryesor, ekzekutohet një program, për shembull, ndezja e një LED. Kur kohëmatësi tejmbush, ndodh një ndërprerje, tastiera skanohet në mbajtësin e ndërprerjeve dhe nëse shtypet një buton, një nivel i ulët do të shfaqet në këmbën PortB.7. Pasi të keni mësuar se në cilin moment ka pasur një shtypje, mund të zbuloni numrin e butonit të shtypur. Ne do ta dërgojmë këtë numër përmes UART:
$regfile = "attiny2313.dat"
$kristal = 1000000
$baud = 1200
Dim M As Byte
Dim N As Bajt
Config Portb = Output
Konfigurimi Portb.7 = Hyrja
Config Portd.2 = Output
Konfiguro Timer1 = Timer, Prescale = 8 "mbikalimi i kohëmatësit çdo 0,5 sek
Tastiera Timer1:
Aktivizo ndërprerjet
Aktivizo Timer1
Bëni "***ekzekutimi i programit kryesor***
Portd.2 = 1
Prisni 1
Portd.2 = 0
Prisni 1
lak
fund
Tastiera:
Për M = 0 deri në 15 Hapi 1
Portb=M
Nëse Pinb.7 = 0 Atëherë "nëse shtypet butoni
N=M “Shikoni në çfarë momenti është shtypur
M=0
Shtyp N "Numri i butonit të printimit
kthimi dhe dilni nga laku
Fund nëse "Nëse nuk ka pasur asnjë klikim, vazhdoni skanimin deri në fund
Pret 10
Tjetra M
kthimi "kthehuni në ciklin kryesor të programit
Dekoduesit ju lejojnë të konvertoni një lloj kodi binar në një tjetër. Për shembull, konvertoni kodin binar pozicional në oktal linear ose heksadecimal. Transformimi kryhet sipas rregullave të përshkruara në tabelat e vërtetësisë, kështu që ndërtimi i dekoderave nuk është i vështirë. Për të ndërtuar një dekoder, mund të përdorni rregullat.
Dekoder dhjetor
Konsideroni një shembull të zhvillimit të një qarku dekoder nga binar në dhjetor. Kodi dhjetor zakonisht shfaqet si një bit për shifër dhjetore. Ka dhjetë shifra në kodin dhjetor, kështu që kërkohen dhjetë dalje të dekoderit për të shfaqur një shifër dhjetore. Sinjali nga këto përfundime mund të zbatohet. Në rastin më të thjeshtë, thjesht mund të nënshkruani shifrën e shfaqur mbi LED. Tabela e së vërtetës së dekoderit dhjetor është paraqitur në tabelën 1.
Tabela 1. Tabela e vërtetësisë së dekoderit dhjetor.
| Inputet | Rezultatet | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 4 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Mikroqarqet e dekoderit në diagramet e qarkut janë paraqitur në figurën 2. Kjo figurë tregon përcaktimin e një dekoderi BCD, diagrami i plotë i qarkut të brendshëm të të cilit është paraqitur në figurën 1.
Figura 2. Përcaktimi grafik konvencional i një dekoderi binar-decimal
Në të njëjtën mënyrë, ju mund të merrni një diagram qarku për çdo dekoder tjetër (dekoder). Skemat më të zakonshme janë dekoderat oktal dhe heksadecimal. Për indikacion, dekodera të tillë praktikisht nuk përdoren aktualisht. Në thelb, dekodera të tillë përdoren si pjesë integrale e moduleve dixhitale më komplekse.
Dekoder me shtatë segmente
Shpesh përdoret për të shfaqur shifra dhjetore dhe heksadecimale. Imazhi i një treguesi me shtatë segmente dhe emrat e segmenteve të tij tregohen në Figurën 3.
Figura 3. Imazhi i një treguesi me shtatë segmente dhe emri i segmenteve të tij
Për të shfaqur numrin 0 në një tregues të tillë, mjafton të ndizni segmentet a, b, c, d, e, f. Për imazhin e numrit "1", segmentet b dhe c janë të ndezura. Në të njëjtën mënyrë, ju mund të merrni imazhe të të gjitha shifrave të tjera dhjetore ose heksadecimal. Të gjitha kombinimet e imazheve të tilla quhen kodi me shtatë segmente.
Le të bëjmë një tabelë të së vërtetës së dekoderit, e cila do të na lejojë të konvertojmë kodin binar në një me shtatë segmente. Lërini segmentet të ndizen me potencial zero. Pastaj tabela e së vërtetës së dekoderit me shtatë segmente do të marrë formën e treguar në tabelën 2. Vlera specifike e sinjaleve në daljen e dekoderit varet nga dalja e mikroqarkut. Këto skema do të diskutohen më vonë në kapitullin mbi shfaqjen e llojeve të ndryshme të informacionit.
Tabela 2. Tabela e së vërtetës së dekoderit me shtatë segmente
| Inputet | Rezultatet | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 4 | 2 | 1 | a | b | c | d | e | f | g |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
Në përputhje me parimet e ndërtimit të një tabele arbitrare të së vërtetës për një tabelë arbitrare të së vërtetës, marrim një diagram skematik të një dekoderi me shtatë segmente që zbaton tabelën e së vërtetës të dhënë në tabelën 2. Këtë herë nuk do të përshkruajmë në detaje procesin e zhvillimit qarku. Diagrami i qarkut që rezulton i dekoderit me shtatë segmente është paraqitur në Figurën 4.
Scramblers/Dekoder
Koduesit.
Një kodues (i quajtur edhe një kodues) është një pajisje që konverton numrat dhjetorë në një sistem numrash binar. Lëreni koduesin të ketë m hyrje të numëruara në mënyrë sekuenciale me numra dhjetorë (0, 1, 2, 3, ..., m - 1) dhe n dalje. Zbatimi i një sinjali në një nga hyrjet rezulton në një numër binar n-bit që shfaqet në dalje, që korrespondon me numrin e hyrjes së ngacmuar.
fig 5.17
fig 5.18
Është e qartë se është e vështirë të ndërtosh gërshërë me një numër shumë të madh hyrjesh m, kështu që ato përdoren për të kthyer numrat dhjetorë relativisht të vegjël në binar. Shndërrimi i numrave dhjetorë të mëdhenj kryhet me metodat e dhëna në librin e referencës "Sistemet e numrave"
Koduesit përdoren gjerësisht në një sërë pajisjesh hyrëse në sistemet dixhitale. Pajisjet e tilla mund të pajisen me një tastierë, çdo çelës i së cilës shoqërohet me një hyrje specifike të koduesit. Kur shtypet tasti i zgjedhur, një sinjal dërgohet në një hyrje të caktuar të koduesit dhe në daljen e tij shfaqet një numër binar, që korrespondon me simbolin e gdhendur në tast.
| Tabela 5.5 |
||||
| dhjetore | Kodi binar 8421 |
|||
| x 8 | x4 | x2 | x 1 |
|
| Tabela 5.6 |
||||
| Kodi i hyrjes 8421 | Numri |
|||
| x 8 | x4 | x2 | x 1 |
|
Në fig. Figura 5.17 tregon një imazh simbolik të një koduesi që konverton numrat dhjetorë 0, 1, 2, ..., 9 në paraqitje binar në kodin 8421. Simboli CD është formuar nga shkronjat e përfshira në fjalën angleze CODER. Në të majtë shfaqen 10 hyrje, të treguara me shifra dhjetore 0, 1, ..., 9. Në të djathtë shfaqen daljet e koduesit: numrat 1, 2, 4, 8 tregojnë koeficientët e peshimit të binarit. shifra që korrespondojnë me daljet individuale.
Nga tavolina. 5.5 e korrespondencës midis kodeve dhjetore dhe binareve, rezulton se ndryshorja x 1 në autobusin e daljes 1 ka një nivel log. 1 nëse një nga variablat hyrëse y 1 , y 3 , y 5 , y 7 , y 9 ka këtë nivel. Prandaj, x 1 = y l / y 3 / y 5 / y 7 / y 9 .
Për daljet e tjera x 2 = y 2 / y 3 / y 6 / y 7 ; x 4 \u003d y 4 / y 5 / y 6 / y 7; x 8 = y 8 / y 9 .
Ky sistem i shprehjeve logjike korrespondon me diagramin në Fig. 5.18, a. Në fig. 5.18b tregon një qark kodues të bazuar në elementët OSE-NOT.
Enkoderi është ndërtuar në përputhje me shprehjet e mëposhtme:
Në këtë rast, koduesi ka dalje të anasjellta.
Kur ekzekutoni një kodues në elementë AND-NOT, duhet të përdoret sistemi i mëposhtëm i shprehjeve logjike:
Në këtë rast, sigurohet furnizimi i vlerave të anasjellta të hyrjeve, d.m.th., për të marrë një paraqitje binar të një shifre të caktuar dhjetore në dalje, është e nevojshme të aplikoni një regjistër në hyrjen përkatëse. 0, kurse pjesa tjetër e hyrjeve - log.1. Qarku i koduesit, i bërë në elementet e DHE-NOT, është paraqitur në fig. 5.18, shek.
Duke përdorur metodën e mësipërme, mund të ndërtohen kodues që konvertojnë numrat dhjetorë në paraqitje binar duke përdorur çdo kod binar,
Dekoderat.
Dekoderat (të quajtur edhe dekodera) përdoren për të kthyer numrat binarë në numra dhjetorë të vegjël. Hyrja e dekoderit ka për qëllim furnizimin e numrave binarë, daljet numërohen në mënyrë sekuenciale në numra dhjetorë. Kur një numër binar aplikohet në hyrje, në një dalje të caktuar shfaqet një sinjal, numri i të cilit korrespondon me numrin e hyrjes.
Dekoderat kanë një gamë të gjerë aplikimesh. Në veçanti, ato përdoren në pajisjet që shtypin numra ose tekstin e prodhimit nga një pajisje dixhitale në letër. Në pajisje të tilla, një numër binar, duke hyrë në hyrjen e dekoderit, bën që një sinjal të shfaqet në një dalje të caktuar. Ky sinjal printon karakterin që korrespondon me numrin binar të hyrjes.
Në fig. 5.19,a tregon një imazh simbolik të dekoderit. Simboli DC është formuar nga shkronjat e fjalës angleze DECODER. Në të majtë shfaqen hyrjet, në të cilat janë shënuar peshat e kodit binar. Në të djathtë janë daljet e numëruara në numra dhjetorë që korrespondojnë me kombinimet individuale të kodit binar të hyrjes. Një nivel log gjenerohet në çdo dalje. 1 me një kombinim të përcaktuar rreptësisht të kodit të hyrjes.
Dekoderi mund të ketë hyrje dyfazore për të ushqyer së bashku me variablat hyrëse të përmbysjeve të tyre, siç tregohet në fig. 5.19b.
Sipas mënyrës së ndërtimit dallohen dekoderat linearë dhe drejtkëndorë.
Dekoder linear.
Konsideroni ndërtimin e një dekoderi që kryen transformimin e dhënë në tabelë. 5.6.
|
|
|
| (5.22) | (5.23) |
Vlerat e variablave të prodhimit përcaktohen nga shprehjet logjike të mëposhtme:
Në një dekoder linear, variablat e daljes formohen sipas (5.22) ose (5.23). Gjatë ekzekutimit të dekoderit në elementët AND-NOT, (5.23) përdoret për të marrë përmbysjet e funksioneve të daljes. Në këtë rast, çdo kombinim i kodit të hyrjes do të korrespondojë me nivelin e regjistrit. 0 në një dalje të përcaktuar rreptësisht, niveli i regjistrit vendoset në daljet e mbetura. 1. Në fig. 5.20 tregon strukturën e dekoderit, të ndërtuar mbi elementet e AND-NOT, dhe imazhin e tij në diagrame. Struktura ka karakteristika tipike për dekoderat e integruar:
për të zvogëluar numrin e hyrjeve, formimi i përmbysjeve të variablave të hyrjes kryhet në vetë dekoderin;
fig 5.20
fig 5.21
invertorët shtesë të lidhur direkt me hyrjet zvogëlojnë ngarkesën nga dekoderi në qarqet e tij hyrëse.
Një dekoder me 16 dalje për dekodimin e të gjitha kombinimeve të mundshme të kodit binar 4-bit 8421 mund të ndërtohet nga dy dekoderat e konsideruar me 10 dalje. Në fig. 5.21 tregon strukturën e një dekoderi të tillë. Secili prej dekoderëve përdor 8 dalje, të cilat formojnë 16 daljet e kërkuara (y 0, y 1, ..., y 15).
fig 5.22
Dekoder drejtkëndor.
Merrni parasysh parimin e ndërtimit të një dekoderi drejtkëndor duke përdorur shembullin e një dekoderi me 4 hyrje dhe 16 dalje.
Le t'i ndajmë variablat hyrëse x 8 , x 4 , x 2 , x 1 në dy grupe me nga dy variabla secila: x 8 , x 4 dhe x 2 , x 1 . Ne përdorim çdo palë variablash si variabla hyrëse të një dekoderi linear të veçantë me katër dalje, siç tregohet në Fig. 5.22 a. Variablat e daljes së dekoderave linearë përcaktohen nga shprehjet logjike të mëposhtme:
Këta dekodera kryejnë funksionet e fazës së parë të dekoderit.
Variablat e daljes y 0 , y 1 , ..., y 15 të një dekoderi drejtkëndor mund të përfaqësohen me shprehje logjike duke përdorur variablat e daljes y" 0 , ..., y" 3 dhe y"" 0 , ..., y"" 3 dekoder linearë:
Këto veprime logjike kryhen në një dekoder të veçantë të fazës së dytë, të quajtur dekoder matricë, i cili përbëhet nga dy elemente hyrëse. Në fig. 5.22b tregon një imazh të kushtëzuar të një dekoderi matricë, ku dy grupe hyrjesh të shënuara me numra dhjetorë përdoren për t'u lidhur me daljet e dy fazave paraprake të dekodimit. Në fig. 5.22c tregon strukturën e një dekoderi drejtkëndor duke përdorur simbolet e dekoderit linear dhe të matricës.
Mund të ndërtohen dekodera drejtkëndëshe me më shumë se dy faza.
Përdorimi i një dekoderi drejtkëndor mund të jetë më i dobishëm sesa përdorimi i një dekoderi linear në rastet kur numri i hyrjeve është i madh dhe është e padëshirueshme të përdoren elementët e nevojshëm për të ndërtuar një dekoder linear me një numër të madh hyrjesh. Sidoqoftë, kalimi i sinjaleve në mënyrë sekuenciale nëpër disa faza në një dekoder drejtkëndor çon në një vonesë më të madhe në përhapjen e sinjalit në të.
| Tabela 5.7 |
|||||||
| Kodi 8421 | Kodi 2421 |
||||||
| x4 | x 3 | x2 | x 1 | y 4 | y 3 | y2 | y 1 |
Konvertuesit e kodeve
Në pajisjet dixhitale, shpesh bëhet e nevojshme konvertimi i informacionit numerik nga një sistem binar në tjetrin (nga një kod binar në tjetrin). Një shembull i një konvertimi të tillë është shndërrimi i numrave nga kodi binar 8421, në të cilin kryhen veprime aritmetike, në kodin binar 2 nga 5 për transmetim në linjën e komunikimit. Kjo detyrë kryhet nga pajisje të quajtura konvertues kodesh. Ekzistojnë dy mënyra për të kthyer kodet:
bazuar në konvertimin e kodit binar origjinal në dhjetor dhe më pas konvertimin e paraqitjes dhjetore në kodin binar të kërkuar;
bazuar në përdorimin e një pajisjeje logjike të një lloji kombinimi që zbaton drejtpërdrejt këtë transformim.
Metoda e parë zbatohet strukturisht duke lidhur një dekoder dhe një kodues dhe është e përshtatshme në rastet kur mund të përdoren dekoderë standardë dhe kodues në dizajn të integruar.
Le të shqyrtojmë metodën e dytë në më shumë detaje mbi shembuj specifik të konvertimit të kodit binar.
transformimi kodi 8421 në kodi 2421.
Le të shënojmë variablat që korrespondojnë me shifrat individuale të kodit 8421, x 4 , x 3 , x 2 , x 1 , e njëjta gjë për kodin 2421 y 4 , y 3 , y 2 , y 1 . Në tabelë. 5.7 tregon korrespondencën e kombinimeve të të dy kodeve.
Secila nga variablat y 4 , y 3 , y 2 , y 1 mund të konsiderohet si funksion i argumenteve x 4 , x 3 , x 2 , x 1 dhe, për rrjedhojë, mund të përfaqësohet përmes këtyre argumenteve me shprehjen logjike përkatëse. Për të marrë shprehjet logjike të treguara, le t'i paraqesim variablat y 4 , y 3 , y 2 , y 1 me tabela të vërtetësisë në formën e tabelës së Veitch (Figura 5.24.1).
|
|
|
| fig 5.23 | fig 5.24 |
|
|
fig 5.24.1
Le të marrim formën minimale të shprehjeve logjike të paraqitura përmes operacioneve DHE, OSE, JO dhe përmes operacionit AND-NOT:
Në fig. 5.23 tregon strukturën logjike të konvertuesit të kodit, të ndërtuar mbi elementet e DHE-NOT duke përdorur shprehjet logjike të marra.
transformimi kodi 2421 në kodi 8421.
Për të zbatuar këtë transformim (të kundërt me atë të konsideruar më sipër), kërkohet të merren shprehje logjike për variablat x 4 , x 3 , x 2 , x 1 duke përdorur variablat y 4 , y 3 , y 2 , y 1 si argumente .
|
fig 5.24.2 |
Tabelat e Veitch për variablat x 4 , x 3 , x 2 , x 1 janë paraqitur në fig. 5.24.2. Shprehjet Boolean për variablat x 4 , x 3 , x 2 , x 1:
Struktura logjike e konvertuesit është paraqitur në fig. 5.24.
Konverter për tregues dixhital.
Një mënyrë e treguesit dixhital është si më poshtë.
| Tabela 5.10 |
|||||||||||
| dhjetore | Kodi binar 8421 | Gjendja e elementeve (z 1 , ..., z 7) dhe |
|||||||||
| x4 | x 3 | x2 | x 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| y 1 | y2 | y 3 | y 4 | y 5 | y 6 | y 7 |
|||||
Ka shtatë elementë të rregulluar siç tregohet në Fig. 5.25 a. Çdo element mund ose nuk mund të shkëlqejë, në varësi të vlerës së variablit përkatës boolean që kontrollon shkëlqimin e tij. Duke bërë që elementët të shkëlqejnë në kombinime të caktuara, mund të merrni një imazh të shifrave dhjetore 0, 1, 9 (Fig. 5.25.b).
Shifrat dhjetore që do të shfaqen zakonisht specifikohen në kodin binar. Kjo ngre problemin e gjenerimit të variablave logjikë y 1 , y 2 , ..., y 7 për të kontrolluar elementet individuale në pajisjen e ekranit. Tabela e së vërtetës për këto variabla është paraqitur në tabelën 5.10.
fig 5.25
Gjatë ndërtimit të tabelës, u pranuan kushtet e mëposhtme: nëse elementi tregues është i ndezur, kjo do të thotë se është në gjendje log. 1, nëse shuhet, atëherë është në gjendje regjistri. 0; elementi kontrollohet në atë mënyrë që niveli i lartë i log. 1 në një hyrje të treguesit bën që elementi përkatës të shuhet (d.m.th., në mënyrë që elementi i-të të shuhet dhe z i = 0, është e nevojshme të dërgohet një sinjal kontrolli y i = l në hyrjen e parë të tregues). Kështu, y i = i . Për shembull, për të theksuar numrin 0, është e nevojshme të shuhet elementi i 7-të (z 7 =0), duke i lënë elementët e mbetur në gjendjen e shkëlqimit; prandaj, ndërsa sinjali i kontrollit y 7 = l, sinjalet e mbetura të kontrollit y l , ..., y 6 duhet të kenë një nivel log. 0.
|
|
fig 5.26
Formimi i sinjaleve të kontrollit kryhet nga një pajisje logjike, për sintezën e së cilës në Fig. 5.26, tabelat e së vërtetës janë ndërtuar në formën e tabelave Veitch veçmas për çdo variabël y l , ..., y 7 . Pajisja e sintetizuar është një pajisje me disa dalje dhe për të marrë qarkun minimal, është e nevojshme të ndërtohet numri minimal i zonave në tabelat Veitch që ofrojnë mbulim të qelizave që përmbajnë 1 në të shtatë tabelat. Ndërtimi i këtyre rajoneve ka karakteristikat e mëposhtme. Në tabelat e variablave y 5 dhe y 6 përdorni zonat 1 dhe V, të cilat përdoren në tabelat e variablave të tjerë. Nëse në vend të këtyre zonave në tabelat e variablave y 5 dhe y 6 ndërtohen zona me një mbulim të madh qelizash, kjo do të shkaktojë një rritje të numrit të përgjithshëm të zonave dhe, rrjedhimisht, numrit të elementeve logjikë të nevojshëm për të formuar pjesën përkatëse. shprehjet logjike do të rriten. Zonat e zgjedhura korrespondojnë me shprehjet logjike të mëposhtme:
Tani është e lehtë të shkruash shprehje logjike për vlerat e daljes y l , ..., y 7:
Qarku i konvertuesit i ndërtuar në përputhje me këto shprehje është paraqitur në fig. 5.25, në.
| Tabela 5.12 |
|||
| Lloji i elementit logjik | Numri i elementeve në paketën e çipit | Numri i elementeve në konvertues | Numri i paketave të çipave |
| invertorët | |||
| Elementet NAND me dy hyrje | |||
| Elementet NAND me tre hyrje | |||
| Elementet NAND me katër hyrje | |||
| Numri total i paketave të çipave | 5 5 / 12 |
||
Le të përcaktojmë numrin e çipave të nevojshëm për të ndërtuar konvertuesin. Në këtë rast, duhet të kihet parasysh se paketa e mikroqarqeve të prodhuara nga industria mund të përmbajë disa elementë logjikë. Në tabelë. 12 tregon llogaritjen e numrit të paketave të mikroqarqeve.
