Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лабораторная работа № I.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРОВ

Цель работы: изучение принципов построения и методов син­теза дешифраторов; макетирование и экспериментальное исследо­вание дешифраторов.

В процессе самостоятельной подготовки к работе необходимо ознакомиться с теоретическими сведениями и подготовить по каж­дому пункту раздела "Задание и порядок выполнения работы" рас­четные и теоретические материалы, выполнить синтез десятичного дешифратора и составить схемы исследуемых дешифраторов. Перед началом работы необходимо предъявить преподавателю рабочие ма­териалы для их проверки и обсуждения. После выполнения работы каждый студент обязан представить преподавателю аккуратно оформ­ленный отчёт.

Продолжительность работы - 4 ч.

Теоретические сведения

Дешифратором называется комбинационный узел, преобразующий каждый набор двоичных входных сигналов в информационный сигнал на выходе, соответствующем этому набору.

Число выходов дешифратора равно числу разрешенных наборов входных сигналов. В дешифраторе с п входами и К выходами K  2ⁿ.

Дешифратор, имеющий 2ⁿ выхода, называется полным, при . меньшем числе выходов - неполным.

Наборам двоичных входных сигналов дешифратора можно поста­вить в соответствие n-разрядные двоичные числа. Если входы дешифратора обозначить буквами

, то информационный сигнал появляется на том выходе, у которого зна­чение индекса j (т.е. номер выхода) равно двоичному числу, об­разованному набором входных сигналов. Таким образом, дешифратор преобразует поданный на его входы код числа с выдачей информационного сигнала на один из выходов.

В ЭВМ дешифраторы применяются: для преобразования кодов операций в управляющие сигналы, адресов ячеек памяти - в сиг­налы выборки ячеек при записи и считывании информации из них; для переключения каналов в многоканальных коммутаторах электри­ческих сигналов и т.д.

Функционирование дешифратора описывается системой логичес­ких функций:

где

A_i (i=0,1,2,…n-1) - входные переменные (сигналы);

F_j (j=0,1,2,…kⁿ – 1)- выходы дешифратора.

Основными параметрами дешифраторов являются:

а) число входов и выходов;

б) входные и выходные токи и напряжения лог. 0 и 1:

•

в) коэффициент разветвления по выходу К_раз^;

г) напряжение помехи статической U_п.ст.

д) потребляемая мощность Р_пот (или ток I_пот);

е) время задержки распространения сигнала при включении и выключении, характеризующее быстродействие дешифратора.

Параметры дешифратора (см. пункты "б", "в", "г") определя­ются аналогичными параметрами логических элементов, на которых они строятся.

Быстродействие и потребляемая мощность зависят как от ис­пользуемой элементной базы. Так и от способа построения схемы дешифратора. Существуют три основных способа построения дешиф­раторов: линейный, пирамидальный, ступенчатый. Линейный дешифра­тор строится непосредственно в соответствии с системой функ­ций (I) и состоит из 2ⁿ конъюнкторов с n. входами каждый.

Для п= 3 система функций (I) имеет следующий вид:

Функционирование дешифратора поясняется табл. I.

Таблица I

Электрическая функциональная схема и условное графическое изображение дешифратора приведены соответственно на рис. I и 2. Назначение Е -входа будет пояснено далее. В данном дешифрато­ре каждый набор входных сигналов преобразуется в сигнал на соответствующем выходе. При этом на остальных выходах действу­ют сигналы 0. Такой дешифратор называется дешифратором с пря­мыми выходами.

При построении дешифратора на элементах И - НЕ реализуется система Функций:

Такой дешифратор называется дешифратором с инверсными вы­ходами. Его условное обозначение приведено на рис. 3.

Время задержки распространения сигнала в линейном дешифраторе равно времени задержки распространения сигнала в цепи пос­ледовательно включенных элемента И (И - НЕ) и инверторе.

Пирамидальный дешифратор. Строится на основе последова­тельной (каскадной) реализации выходных Функций.

На первом этапе реализуются конъюнкции двух переменных:

Н

а втором .. все конъюнкции трех переменных путем логического умножения каждой ранее полученной конъюнкции двух переменных на переменную :

На третьем этапе каждую из полученных выше конъюнкций трепе переменных умножают на

и т.д. Таким образом, на каждом следующем этапе получают вдвое больше конъюнкций, чем на предыдущем.

Пирамидальные дешифраторы независимо от числа их входов строятся на основе только 'двухвходовых кокьюнеторов. Величина коэффициента разветвления коньюнкторов по выходу равна двум.

Функциональная схема пирамидального дешифратора для n=3 приведена на рис. 4.

Для построения пирамидального дешифратора на n входов требуется 2(2ⁿ-2) двухвходовых конъюнкторов. Число после­довательно включенных элементов равно ( п - I). Так как время задержки распространения сигнала в дешифраторе в ( п. - 1 ) раз больше времени задержки распространения сигнала в коньюнкторе, быстродействие такого дешифратора оказывается низким при n1. Поэтому в настоящее время такие дешифраторы находят ограничен­ное применение.

Ступенчатый дешифратор строится на основе двух дешифрато­ров на m и ( n-m ) входов и 2ⁿ двухвходовых коньюнкторов. Если n - четное, то m=n/2, при нечетном n величины m и (n-m) отличаются на единицу:

Рис. 3

Рис.1

Рис. 2,

Рис.4

Электрическая функциональная схема двухступенчатого дешиф­ратора приведена на рис. 5.

Рис. 5

При большом числе входов n, ступенчатые дешифраторы имеют существенно меньшие аппаратурные затраты, чем линейные и пира­мидальные.

Устранеиие гонок в дешифраторах. Вследствие переходных про­цессов и временных задержек сигналов в цепях логических элемен­тов могут возникнуть так называемые гонки (состязания), приво­дящие к появлению ложных сигналов на выходах схемы. Основным средством, позволяющим исключить гонки, является стробирование (выделение из информационного сигнала той части, догорая сво­бодна от искажений, вызываемых гонками). На рис. 4 показан стробирующий вход Е . Стробирующий сигнал на этом входе не должен действовать во время переходных процессов в дешифраторе. Функци­онирование дешифратора со стробированием определяется системой логических функций:

Дешифраторы различных серий интегральных микросхем (ИМС), как правило, имеют несколько входов стробирования; сигналы на этих входах внутри схемы объединены логической Функцией. Например, в ИМС К155ИД4 два входа объединены коньюнктивно:

Стробируииий вход используется также для наращивания де­шифратора. На рис. б приведена схема ступенчатого дешифратора с двумя Е -входами. При этом один стробирующий вход использу­ется для наращивания дешифратора, а второй - для стробирования выходной ступени. При увеличении числа входов на единицу получим схему, показанную на рис. 7.

ИМС К155ЦЦ4 - сдвоенный дешифратор с общими адресными вхо­дами А₀ , A₁ . Первый дешифратор имеет прямой Е₁ и инверсный Е₂, стробируюшие входа, второй - два инверсных входа Е₃ и Е₄.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги