Micro-Cap в схемотехнике. Касьянов А.Н. - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3.1 СИНТЕЗ ШИФРАТОРОВ И ДЕШИФРАТОРОВ
Дешифратор (декодер) – комбинационная логическая структура, преобразующая код числа, посту-
пающий на входы в управляющий сигнал на одном единственном выходе. По причине того, что управ-
ляющий сигнал формируется только на одном выходе, а на остальных в это время отсутствует, дешиф-
ратор называется избирательной схемой.
В условных обозначениях дешифраторов используются буквы DC (от английского слова decoder).
При дешифрации М-разрядного двоичного кода число выходных линий, при условии реализации всех
комбинаций этого кода (полный дешифратор), определяется по формуле (3.1):
M
N 2=
, (3.1)
где N – число выходов. В противном случае, если число выходных линий меньше
M
2 , то такой дешиф-
ратор называется неполным.
Входной код может быть однофазным, при наличии только прямых входов, и парафазным, при на-
личии пар входов: прямых и инверсных. Число входов
Mm
=
при однофазном коде и Mm 2= при пара-
фазном.
Дешифраторы могут выполняться на одноступенчатой (линейный дешифратор) и многоступенчатой
(прямоугольный и пирамидальный дешифраторы) схеме дешифрации.
Линейный дешифратор выполняется прямой схемной реализацией системы (3.2):
∧∧∧∧=
∧∧∧∧=
∧∧∧∧=
−
−
−
,...
...
;...
;...
121
1
21
1
121
0
XXXXF
XXXXF
XXXXF
mmn
mm
mm
(3.2)
где
121
X,X,...,X,X
mm −
– сигналы на входах;
121
F,F,...,F,F
nn −
– сигналы на выходах дешифратора. Никаких
логических преобразований не производится, за счет чего достигается высокое быстродействие:
,
ср
τ=τ
(3.3)
где τ– время работы дешифратора;
ср
τ
– время работы одного вентиля.
Дешифратор с разрешением по входу называется дешифратором-демультиплексором.
Линейный (одноступенчатый) дешифратор имеет наибольшее быстродействие, но его реализация при
значительной разрядности входного слова требует применения логических элементов с большим
числом входов и, кроме того, сопровождается большой нагрузкой на источники входных сигналов.
Следовательно, при наличии микросхем дешифраторов с ограниченным числом разрядов, любой
необходимый дешифратор может быть построен по многоступенчатой схеме. При комбинировании
по пирамидальной схеме входное слово делится на поля, разрядность которых соответствует числу
входов базовых дешифраторов.
Дешифратор применяется для выбора ячейки памяти в запоминающих устройствах, а также в раз-
личных устройствах, например, для визуальной индикации десятичных цифр на световых табло газо-
разрядных индикаторов.
В микропроцессорных системах с помощью дешифраторов, помимо выборки необходимых ячеек
памяти, осуществляется расшифровка кодов операций с выдачей соответствующих управляющих сиг-
налов, выбор направлений потоков информации и т.д.
Построение линейных дешифраторов, не ограничивается простой реализацией системы уравнений
(3.2). Если проинвертировать левую и правую часть каждого уравнения, затем по теореме де Моргана
заменить конъюнкции дизъюнкциями, то получим систему уравнений линейного дешифратора, выпол-
ненного полностью на дизъюнкторах.
В таких дешифраторах активное выходное значение представляется низким уровнем.
На рис. 3.1 приведена схема и временная диаграмма полного линейного дешифратора с однофазны-
ми входами, построенная по системе логических уравнений в конъюнктивной форме. Сначала получаем
инверсии всех переменных при помощи инверторов U3, U4, U5, а затем составляем конъюнкцию, на-
пример, для CBAY ∧∧=0 , согласно уравнению (3.2), затем для Y1 и т.д.

Страницы