Dispozitivele logice digitale sunt împărțite în două clase: combinaționale și secvențiale.
Dispozitivele digitale combinate realizează diverse transformări ale semnalelor digitale binare pe baza funcțiilor logice combinaționale. Semnalele de ieșire ale dispozitivelor combinate în orice moment sunt determinate în mod unic de semnalele de intrare care apar în această perioadă de timp.
Principalele tipuri de astfel de dispozitive includ aditivi, decodoare și codificatoare, convertoare de coduri, multiplexoare și demultiplexoare, scheme de comparare a numerelor binare etc.
A doua clasă de dispozitive logice conține circuite secvențiale sau automate finite. Dispozitivele seriale conțin în mod necesar elemente de memorie. Semnalele de ieșire ale dispozitivelor secvențiale sunt determinate nu numai de semnalele prezente la intrările la un moment dat, ci și de starea elementelor de memorie. Astfel, răspunsul unui dispozitiv secvențial la anumite semnale de intrare depinde de istoricul funcționării acestuia.
Principalele tipuri de dispozitive secvențiale sunt declanșatoarele, contoarele și registrele.
Un decodor este un convertor al unui cod binar n-bit într-un cod pozițional unitar 2n-biți, toți biți din care, cu excepția unuia, sunt zero. Decodoarele sunt complete și incomplete.
Pentru un decodor complet, este îndeplinită următoarea condiție:
unde n este numărul de intrări, N este numărul de ieșiri.
Dacă decodorul folosește un număr incomplet de ieșiri, atunci un astfel de decodor este numit incomplet. De exemplu, un decodor care are 4 intrări și 16 ieșiri va fi complet, iar numai 10 ieșiri sunt incomplete. În desemnarea convențională a decodoarelor, se utilizează literele DC (de la Decodorul Englez).
Intrările de decodoare sunt deseori desemnate prin scara lor binară. Pe lângă intrările de informații, decodorul are una sau mai multe intrări de autorizare de lucru desemnate ca E (Enable). Dacă există o permisiune pentru această intrare, decodorul funcționează în modul descris, în lipsa acesteia toate ieșirile decodorului sunt pasive.
Figura 20.1, a arată simbolul pentru decodor, care are două intrări binare și patru ieșiri. Funcționarea acestui decodor este descrisă de următoarele funcții logice: Y0 =; Y1 =; Y2 =; Y3 =.
Ris.20.1. Condiționarea grafică a decodificatorului (a) și a schemei sale de aplicare (b)
Schema funcțională a decodorului, compilată pe baza funcțiilor logice înregistrate mai sus, este prezentată în Fig. 20,1, b. Cu ajutorul invertoarelor incluse în intrarea decodorului, pe magistrala de date decodoare interne se formează un set complet de semnale logice :. . . . Folosind elementul AND, sunt generate semnale de ieșire corespunzătoare.
Decodificatorul descris este implementat pe cipul KR531ID14, care este un convertor. fiecare decodor are două intrări de informații și patru ieșiri inverse, precum și o intrare inversă a rezoluției E (Figura 20.2).
Fig. 20.2. ICS КР531ИД14
Numerele de la intrare (1, 2) denotă greutatea numărului binar de evacuare, iar numerele de pe ieșirea (0, 1, 2, 3) să definească un număr zecimal corespunzător unui număr predeterminat de la intrare.
Atunci când o logică 1 la rezoluția de intrare a tuturor ieșirilor sunt logice 1. Când activați de asemenea intrarea activa, m. E. La E = 0, o logică 0 apare la ieșirea decodorului, al cărui număr corespunde echivalentului zecimal al numărului binar aplicat la intrările de date.
Ca un decodor incomplet, putem da cipul K555ID6 (Figura 20.3).
Fig. 20.3. Decodor K555ID6
Valoarea nivelului activ (zero) are acea ieșire, numărul cărora este egal cu numărul zecimal determinat de numărul binar la intrare.
De exemplu, dacă toate intrările au zerouri logice, atunci ieșirea este zero logică, iar pe celelalte ieșiri există o unitate logică.
Dacă intrarea este o unitate logică, iar celelalte intrări sunt zero logice, atunci ieșirea este zero, iar restul este logic.
Dacă intrarea - un număr binar mai mare de 9 (de exemplu, în unități de intrări, care corespunde numărului binar 1111 în zecimal 15), atunci toate ieșirile - o unitate logică.
Datorită prezenței intrărilor de rezoluție, este posibilă mărirea dimensiunii decodoarelor. Deci, folosind 5 decodoare. puteți construi un decodor (Figura 20.4).
Fig. 20.4. decodor
Schema funcționează după cum urmează. De exemplu, atunci când este aplicat la numărul de intrare de 0100 (echivalentul binar zecimal 4) și la E = 0 logic 0 apare la a doua ieșire (superioară) a decodorului DC1. și toate celelalte ieșiri vor fi logice 1.
Aceasta va activa doar decodorul DC3 și va activa (numai logic 0), numai ieșirea superioară, care va corespunde cu numărul zecimal 4.
Când este introdus numărul 1111, decodorul DC5 va fi activat și o valoare logică 0 va apărea la ieșirea inferioară, care va corespunde numărului zecimal 15.
Evident, dacă folosim două chips-uri KR531ID14, adică patru decodoare. puteți construi un decodificator incomplet.
Să luăm în considerare principiul extinderii decodoarelor pentru decodorul complet de patru biți.
Principiul funcționării și construirii unui DC pe 8 biți este după cum urmează. Codul numărului descifrat este împărțit în două părți în 4 categorii, cele mai mici. senior.
Codul, determinat de o combinație a variabilelor superioare, determină alegerea unuia dintre cei șaisprezece decodoare. De exemplu, dacă intrarea este un cod. apoi cele patru cifre superioare, care intră în intrările din DСY. conduc la apariția unui semnal logic zero la cea de-a 15-a ieșire a DCY. deoarece 11112 = 1510. Prin urmare, acesta este transferat în modul de operare DC15.
Comenzile low-order, care sunt trimise simultan către DC0. DS15. determină excitarea celei de-a doua ieșiri DC. deoarece 00102 = 210. Rezultatul este definit ca suma de 111100002 = 24010 și 00102 = 210. Aceasta înseamnă, 111100102 = 24210. Rezultatele rămase ale tuturor decodoarelor sunt în această stare în stare de unitate logică.
Schema decodificatorului de opt cifre este prezentată în Fig. 20.5.
Decodorul este unul dintre dispozitivele logice utilizate pe scară largă. Se utilizează pentru a construi diferite dispozitive combinaționale. Acest lucru se datorează faptului că toate produsele posibile logice ale tuturor variabilelor de intrare sunt generate la ieșirea decodorului. Conectând la ieșirile specifice ale decodorului o poartă OR sau folosind un decodor cu o ieșire deschisă și implementând "mount OR" pe ea, orice funcție logică poate fi realizată.
Una dintre aplicațiile decodoarelor este controlul indicatorilor LED. Decoder ID9 este proiectat pentru a controla matricea incompletă a LED-urilor.
Matricea este alcătuită din LED-uri discrete proiectate pentru un curent înainte de 10 mA. Crosurile au marcat LED-urile, care sunt comutate în serie (adică simultan). Este ușor de observat că pozițiile emițătorilor conectați în serie corespund aranjamentului indicatorilor cu șapte segmente. Această circumstanță face posibilă utilizarea IP pentru controlul indicatorilor de tip ALS324B. (Figura 20.6, 20.7).
La ieșirea codorului (codificatorului), este setat un cod binar corespunzător numărului zecimal al intrării de informații excitate. În denumirea convențională a codificatoarelor, se utilizează literele CD (de la English Coder).
Codificatorul poate fi utilizat atât pentru a reprezenta (codifica) numărul zecimal cu un cod binar, cât și pentru a produce un anumit cod (valoarea sa este preselectată) apăsând o tastă cu simbolul corespunzător. Când apare acest cod, sistemul este anunțat că este apăsată o anumită tastă a tastaturii.
Fig. 20.5. Decodor pe 8 biți
Similar cu decodoarele, codificatoarele sunt complete și incomplete.
Pentru codificatorul complet, este îndeplinită următoarea condiție:
Folosind această tabelă de mapare, puteți scrie expresii logice, inclusiv suma logică a acelor variabile de intrare care corespund unei unități a unei anumite variabile de ieșire.
Deci, ieșirea va fi logică "1" atunci când logica "1" va fi fie la intrare. sau. sau. sau. care este,
În Fig. 20.8, a este o diagramă a unui astfel de codificator folosind elemente OR.
Ris.20.8. Codificatorul pe elementele OR (a) și simbolul său (b)
Figura 20.8, b prezintă ieșirile encoderului: E este intrarea de activare a lucrării și E 0 este ieșirea, logica 0 pe care indică faptul că nu este excitată nici o intrare de informație.
În practică, un encoder de prioritate este adesea folosit. În astfel de encodere, codul numeric binar corespunde celui mai mare număr de intrare la care este aplicat semnalul "1". La encoderul de prioritate este permisă transmiterea de semnale către mai multe intrări și expune codul numărului corespunzător intrării mai mari.
Un exemplu de codificator prioritar este cipul K555IVZ (Figura 20.9).
Fig. 20.9. Codificator prioritar K555IV3
Codificatorul are 9 intrări inverse, notate cu.
Abrevierea înseamnă "prioritate". Codificatorul are patru ieșiri inverse. Abrevierea înseamnă "anvelopă" (din autobuzul englez).
Cifrele determină valoarea nivelului activ (zero) în bitul corespunzător al numărului binar. De exemplu, înseamnă că zero la această ieșire corespunde numărului 8. Este evident că acesta este un codificator incomplet.
Dacă toate intrările sunt o unitate logică, atunci la toate ieșirile există și o unitate logică, care corespunde numărului 0 din așa-numitul cod invers (1111).
Dacă cel puțin o intrare are o logică zero, starea semnalului de ieșire determinat de cel mai mare număr de intrare, care are un zero logic, și independent de semnale intrărilor, având un număr mai mic.
De exemplu, dacă intrarea este o logică zero și toate celelalte intrări au o valoare logică, atunci ieșirile sunt :. care corespunde numărului 1 din codul invers (1110). Dacă intrarea este logică zero, atunci independent de celelalte semnale de intrare de pe ieșiri există următoarele semnale :. care corespunde numărului 9 din codul invers (0110).
Pentru a obține codificatoare cu un număr mare de intrări, adică măriți dimensiunea codorului, uniți cipurile criptografice cu cabluri suplimentare.
Deci, chipul K555IV1 (Figura 20.10) este un codificator de prioritate. adică are 8 intrări inverse și 3 ieșiri inverse. În plus, are o intrare a rezoluției EI. transferul de ieșire EO și ieșirea G. definind semnul semnalului de informație de intrare.
Fig. 20.10. Codificator prioritar K555IV1
Dacă logica 1 se află pe toate intrările de informații, atunci logica 1 este ieșită la intrările EI ale logicii 0, la ieșirile 1, 2, 4 și G, și logică 0 la ieșirea transferului EO.
Dacă activați una dintre intrările de date (fișier de pe un 0 logic), atunci intrările 1, 2, 4 va fi inversat codul corespunzător numărului de intrări activate la intrare G - logica 0, care este un semn de intrare semnal de test și de ieșire SW - logica 1.
Dacă chipul nu este activat, adică intrarea logică 1 este aplicată la intrarea rezoluției EI, atunci va exista și o logică 1 pe toate ieșirile cipului, indiferent de ce va fi alimentat la intrările de informații.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: