РЕФЕРАТ По дисциплине: «Аппаратные средства вычислительной техники» На тему: «Кодеры. Декодеры. Шифраторы. Дешифраторы» Выполнил: Студент гр. 1211-21 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………………..2 Шифраторы…………………………………………………………………….5 Дешифраторы…………………………………………………………………..9 Список литературы…………………………………………………………....13 1 ВВЕДЕНИЕ Шифратор (кодер) — логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) - преобразование позиционного n- разрядного кода в mразрядный двоичный, троичный или К-ичный код. 2 Двоичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа. Троичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унарно n-ичного однозначного (одноединичного или однонулевого) кода в троичный. При подаче сигнала ("1" в одноединичном коде или "0" в однонулевом коде) на один из n входов на выходе появляется троичный код номера активного входа. Приоритетный шифратор отличается от шифратора наличием дополнительной логической схемы выделения активного уровня старшего входа для обеспечения условия работоспособности шифратора (только один уровень на входе активный). Уровни сигналов на остальных входах схемой игнорируются. Дешифраторы - это комбинационные схемы с несколькими входами и выходами, преобразующие код, подаваемый на входы в сигнал на одном из выходов. На выходе дешифратора появляется логическая единица, на остальных — логические нули, когда на входных шинах устанавливается двоичный код определённого числа или символа, то есть дешифратор расшифровывает число в двоичном, троичном или К-ичном коде, представляя его логической единицей на определённом выходе. Число входов дешифратора равно количеству разрядов поступающих двоичных, троичных или К-ичных чисел. Число выходов равно полному количеству различных двоичных, троичных или К-ичных чисел этой разрядности. Из логических элементов являющихся дешифраторами можно строить дешифраторы на большое число входов. Каскадное подключение таких схем позволит наращивать число дифференцируемых переменных. 3 В общем случае декодер — это некоторое звено, которое преобразует информацию из внешнего вида в вид, применяемый внутри узла. В программном обеспечении: модуль программы или самостоятельное приложение, которое преобразует файл или информационный поток из внешнего вида в вид, который поддерживает другое программное обеспечение. Например, библиотека in_mр3.dll в программе Winamp, которая является декодером формата МРЗ. В телевизионной технике: устройство, преобразующее полный видеосигнал в КСВ-сигнал (т. е. комплексный сигнал, состоящий из трёх, отдельно по каждому базовому цвету); устройство, декодирующее (расшифровывающее) информацию с платного телевизионного канала, по которому она передаётся в зашифрованном виде с целью недопущения её просмотра посторонними абонентами. В цифровой микросхемотехнике: микросхема, преобразующая форматы, системы счисления, виды представления данных (например, десятичный код в код семисегментного индикатора) 4 ШИФРАТОРЫ Шифратор (кодер) - устройство, осуществляющее преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0, 1, 2, 3, ..., т - 1) и n выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n- разрядного двоичного числа, соответствующего номеру возбужденного входа. Очевидно, трудно строить шифраторы с очень большим числом входов m, поэтому они используются для преобразования в двоичную систему счисления относительно небольших десятичных чисел. Преобразование больших десятичных чисел осуществляется методами, приведенными в справочнике "Системы счисления". Шифраторы широко используются в разнообразных устройствах ввода информации в цифровые системы. Такие устройства могут снабжаться клавиатурой, каждая клавиша которой связана с определенным входом шифратора. При нажатии выбранной клавиши подается сигнал на определенный вход шифратора, и на его выходе возникает двоичное число, соответствующее выгравированному на клавише символу. Рассмотрим пример построения шифратора для преобразования десятиразрядного единичного кода (десятичных чисел от 0 до 9) в двоичный код. При этом предполагается, что сигнал, соответствующий логической единице, в каждый момент времени подается только на один вход. Условное обозначение такого шифратора и таблица соответствия кода приведены на рис. 3.35. 5 Используя данную таблицу соответствия, запишем логические выражения, включая в логическую сумму те входные переменные, которые соответствуют единице некоторой выходной пере­менной. Так, на выходе у1 будет логическая «1» тогда, когда логическая «1» будет или на входе Х1, или Х3, или Х5, или Х7, или X9, т. е. у1 = Х1+ Х3+ Х5+ Х7+X9. Аналогично получаем у2 = Х2 + Х3 + Х6 + X7 у3 = Х4 + Х5 + Х6 + Х7 у4 = Х8 + X9 Представим на рис. 3.36 схему такого шифратора, используя элементы ИЛИ. 6 Рассмотрим в качестве примера (рис. 3.37) шифратор с приоритетом (приоритетный шифратор) К555ИВЗ серии микросхем К555 (ТТЛШ). 7 Шифратор имеет 9 инверсных входов, обозначенных через PRl, …, PR9. Аббревиатура PR обозначает «приоритет». Шифратор имеет четыре инверсных выхода Bl, …, B8 . Аббревиатура B означает «шина». Цифры определяют значение активного уровня (нуля) в соответствующем разряде двоичного числа. Например, B8 обозначает, что ноль на этом выходе соответствует числу 8. Очевидно, что это неполный шифратор. Например, если на входе PR1 — логический ноль, а на всех остальных входах — логическая единица, то на выходах имеются следующие сигналы: В1 − 0, В2 − 1, В4 − 1, В8 − 1, что соответствует числу 1 в инверсном коде (1110). 8 ДЕШИФРАТОРЫ Для обратного преобразования двоичных чисел в небольшие по значению десятичные числа используются дешифраторы (называемые также декодерами). Входы дешифратора предназначаются для подачи двоичных чисел, выходы последовательно нумеруются десятичными числами. При подаче на входы двоичного числа появляется сигнал на определенном выходе, номер которого соответствует входному числу. В стандартные типы дешифраторов входят модели на 4, 8 и 16 выходов, при этом на выходе — 2, 3 и 4 разрядов входного кода. Входы дешифраторов называют часто адресными, и на схемах нумеруют 1,2,4,8, при этом цифра соответствует весу двоичного кода. Сигнал на выходе 1,2,4,8 устанавливает номер активного выхода. С1,С2 – входы разрешения (или стробирования), которые работают с условием «и». Сигнал на этом входе сообщает о моменте срабатывания дешифратора. Также их можно использовать для увеличения разрядности логических устройств. Дешифраторы имеют широкое применение. В частности, они используются в устройствах, печатающих на бумаге выводимые из цифрового устройства числа или текст. В таких устройствах двоичное число, поступая на вход дешифратора, вызывает появление сигнала на определенном его выходе. С помощью этого сигнала производится печать символа, соответствующего входному двоичному числу. Существует несколько разновидностей дешифраторов: — прямоугольные; — матричные; — пирамидальные. 9 Матричные являются типовыми, наиболее простыми разновидностями дешифраторов, на их основе строятся различные более сложные схемы. В прямоугольных реализуется ступенчатая дешифрация. Входной сигнал условно разбивается на группы, каждая из которых обрабатывается отдельными матричными дешифраторами. На последующих ступенях дешифрации (второй, третьей и т.п.) формируется произведение полученных сигналов. Главным преимуществом пирамидальных дешифраторов считается простота наращивания числа входов, а недостатком – аппаратная неизбыточность. Рассмотрим пример разработки схемы дешифратора из двоичного кода в десятичный. Десятичный код обычно отображается одним битом на одну десятичную цифру. В десятичном коде десять цифр, поэтому для отображения одного десятичного разряда требуется десять выходов дешифратора. Сигнал с этих выводов можно подать на десятичный индикатор. В простейшем случае над светодиодом можно просто подписать индицируемую цифру. Таблица истинности десятичного дешифратора приведена в таблице 1. Для реализации принципиальной схемы дешифратора воспользуемся методом СДНФ, так как в его таблице истинности на каждом выходе 10 присутствует всего одна логическая единица. В результате получим схему дешифратора, реализующего таблицу истинности, приведённую в таблице 1. Эта схема приведена на рисунке 1. Дешифраторы выпускаются в виде отдельных микросхем или используются в составе более сложных микросхем. В настоящее время десятичные или восьмеричные дешифраторы используются в основном как составная часть других микросхем, таких как мультиплексоры, демультиплексоры, ПЗУ или ОЗУ. Условно-графическое обозначение микросхемы дешифратора на принципиальных схемах приведено на рисунке 2. На этом рисунке приведено обозначение двоично-десятичного дешифратора, полная внутренняя принципиальная схема которого изображена на рисунке 1. 11 12 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Васильев В.И., Буркин А.П., Свириденко В.А. Системы связи. - М.: Высшаик., 1987.- 280 с. 2. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации. - М.: Связь, 1982. - 240 с. 3. Чернега В.С., Василенко В.А., Бондарев В.Н. Расчет и проектирование технических средств обмена и передачи информации. - М.: Высш. шк., 1990. 224 с. 4. Шварцман В.О. , Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации. М.: Связь, 19'779. - 424с. 5. Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений. М.: Связь, 1973. 6. https://pue8.ru/silovaya-elektronika/907-shifratory-deshifratory-i-preobrazovatelikodov.html 13
