Лекция №24 дешифраторы decoder (dc)

Дешифраторы (декодер) – узел ЭВМ, обеспечивающий для n-входной схемы формирование активного сигнала только на одном из его выходов. Максимальное количество выходов в дешифраторе может быть равным 2ⁿ, где n-количество входных сигналов.

Таким образом, дешифратор преобразует код, поступающий на его входы, в сигнал только на одном из его выходов.

Дешифраторы широко применяются в устройстве управления, в системах цифровой индикации с газоразрядными индикаторами, для построения распределителей импульсов по различным цепям и т. д., в ЭВМ – в качестве дешифратора адреса данных.

Условное обозначение дешифратора и его схема приведены на рисунке ниже. Любому входному двоичному коду соответствует низкий уровень только на одном выходе, а на всех остальных сохраняется высокий уровень.

Дешифраторы входят во все серии микросхем ТТЛ и КМДП. Например, дешифратор К155ИД4 (два дешифратора в корпусе) преобразует двоичный код в код "1 из 4" К155ИД1 и К176ИД1 в код "1из 10", К155ИД3 – в код "1 из 16" и т. д.

Рассмотрим функциональную схему, и принцип работы дешифратора 2Х4 Дешифратор собран на базе 4-х конъюнкторов 2И и на 2-х инверторов. В зависимости от входных сигналов Х1, Х2 формируются F_i выходы.

Известно, что для разработки(конструирования) любого цифрового автомата, либо системы достаточно иметь одного из ниже приведенных параметров:

• таблица истинности;

• характеристические уравнения;

• либо временные диаграммы.

Рис. Дешифратор 24

Таблица истинности дешифратора 24.

Х1	0	1	0	1
Х2	0	0	1	1
F0	1	0	0	0
F1	0	1	0	0
F2	0	0	1	0
F3	0	0	0	1

Контрольная работа Используя таблицу истинности составить временные диаграммы дешифратора 2х4

В ЭВМ дешифратор чаще применяется для преобразования n-разрядного двоичного кода на 2ⁿ выходах. Каждому n-разрядному двоичному коду на входе соответствует сигнал только на одном из 2ⁿ выходах. При этом дешифратор реализует 2ⁿ функций:

На практике встречаются неполные дешифраторы, реализующие лишь некоторые из выходных функций F_j(X_n...X₁).

Способы построения дешифраторов зависят от используемой системы элементов, разрядности входного кода, числа входов логических схем и т. д.

На практике широкое распространение получили линейные (матричные) дешифраторы, где каждая функция реализуется на отдельном конъюнкторе, имеющем n входов и 1 выход.

Комбинационная схема, имеющая n входов и реализующая 2ⁿ выходов, называется полным дешифратором с прямыми выходами.

Полный дешифратор реализует функцию:

_,

_.

Переменные X_p и называются первичными термами;

- объединены обе термы (Х_р, ), где Х_р – входные коды, а_n...а₁ – двоичные числа, а i=0, 1....2ⁿ-1 – десятичное число.

Такие дешифраторы называются также дешифраторами n2ⁿ. При этом каждая комбинация входных сигналов Х_р, только один выход F_i принимает значение, равное 1 (т. е. только один выход имеет высокий активный уровень). Подобные дешифраторы широко используются в схемах автоматики, коммутаторах электронных устройств, обеспечивая включение в каждый момент времени только одного устройства.

Непомным, дешифратором называется КС, имеющая n входов, но реализующая N2ⁿ состояний выходов. Такие дешифраторы называются дешифраторами nN.

В виде ИС выпускаются только дешифраторы 410.

Дешифратором называется комбинационная схема, реализующая систему переключательных функций:

где x_i – входная переменная, F_j – выходная переменная, a_i – i-ая цифра двоичной записи числа J.

Как видно из (1) для построения DC необходимо n логических элементов. Принимая число входов, равными  m, если m n, то задача построения DC состоит из 2^m элементов N, каждый из которых реализует одну из функций выражения (1).

Как известно дешифраторы делятся на:

• полные (n2ⁿ);

• неполные (nN) N<2ⁿ;

• матричные.

Все они обеспечивают (при каждой комбинации входных сигналов X_i) 1 только на одном выходе, т. е. только один выход имеет высокий активный уровень.

В ПК широко используются в качестве дешифратора адреса данных и кроме того, в коммутаторных электронных устройствах, обеспечивая включение в каждый момент времени только одного устройства.