2.  КОМБИНАЦИОННЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ

К комбинационным функциональным узлам относятся преобразователи кодов, (частным случаем которых являются шифраторы и дешифраторы), мультиплексоры, демультиплексоры, устройства сдвига чисел, комбинационные сумматоры, цифровые компараторы и др.

2.1. Преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы

Преобразователи   кодов  предназначены  для   перевода   чисел из одной формы представления в другую. Например, при вводе информации в ЭВМ необходимо преобразовывать десятичные числа в двоичные, а при выводе информации на индикаторы или печатающее устройство — двоичные или двоично-десятичные коды в коды управления знакогенератором, светодиодными или жидкокристаллическими индикаторными панелями, механизмом печати.

В табл. 5.1 приведены наиболее распространенные в цифровой схемотехнике двоичные коды . В обозначениях кодов 8421, 7421, 5421, 2421 указан десятичный вес Pi двоичной единицы Xi· соответствующего разряда.

Код Грея образован последовательностью двоичных чисел, в которой два любых соседних числа (первое и последнее число также считаются соседними) отличаются только одним разрядом. В коде Джонсона переход к последующему числу осуществляется последовательной заменой О на 1, начиная справа, а после установки во всех разрядах 1 — заменой 1 на О. Коды N + 3, 9 — N, 10 — N используются в арифметических устройствах для выполнения операций сложения и вычитания двоично-десятичных чисел.

Таблица 5.1

Отправным пунктом для построения преобразователя колов является таблица соответствия, в которой записывается полный набор входных и соответствующий набор выходных слов. Если входные и выходные слова записаны двоичными символами, то синтез преобразователя кода сводится к нахождению для каждого разряда выходного слова булевой функции, устанавливающей связь данного разряда с входными наборами двоичных переменных. Нахождение такой связи и минимизация булевою выражения осуществляется с помощью карт Карно (диаграмм Вейча). На заключительном этапе полученная функция преобразуется к виду, удобному для реализации в заданном (выбранном) элементном базисе.

Визуализация двоично-десятичных чисел часто производится с помощью семисегментных панелей на основе жидких кристаллов или светодиодов (рис. 5.3,а), широко используемых в микрокалькуляторах электронных часах и т. д.

Рис. 5.3

Если сегменты обозначены буквами, как показано на рис. 5.3.б, то табл. 5.3 устанавливает соответствие между двоично-десятичным числом и требуемыми для отображения десятичной цифры набором сегментов.

Таблица 5.3