Проектирование систем микропроцессоров и сервисное обслуживание - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курс лекций

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Проектирование систем микропроцессоров и сервисное обслуживание

Логические основы цифровой техники, типы сигналов. Анализ, разработка и синтез логических схем; мультиплексоры. Принцип аналого-цифрового преобразования информации. Конструктивные и функциональные модули микропроцессоров для персонального компьютера.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Проектирование систем микропроцессоров и сервисное обслуживание
Лекция 1. Обработка информации в ИТ системах. Типы сигналов. Логические основы цифровой техники
2. Логические основы цифровой техники
4. Методы представления логических функции
Ключевые слова и термины: дискретный сигнал, двоичный сигнал, реальные системы и инерции аппаратов, позиционные системы счисления, разряд, коэффициенты разряда, функции логической алгебры, комбинационные приборы, последовательные устройства.
Любая форма человеческой деятельности, связана с передачей и преобразованием информации.
Точной формулировки термина информация не существует, но мы будем понимать под информацией ведения об изменении состояния, каких либо объектов. Информация воплощенная и зафиксированная в некоторой материальной форме, называется сообщением или сигналом.
Сигналы могут быть непрерывными и дискретными (цифровыми).
Непрерывный (аналоговый сигнал) представляется некоторой физической величиной (электрическим током, напряжением и др.), изменение которой во времени отображают информацию о рассматриваемом процессе. Физическая величина передающая непрерывный сигнал, может в определенном интервале принимать любые значения, и изменятся в произвольные моменты времени.
Для дискретных сообщений характерно наличие фиксированного набора уровней, из которых в некоторые моменты времени формируются различные последовательности.
Сигнал дискретной формы изображен на рис. 1
Дискретный сигнал, имеющий два уровня принято называть двоичным (рис. 2)
На рис.2 показан двоичный сигнал, у которого переход от одного уровня к другому происходит мгновенно. Такой сигнал называется идеальным. Его использование очень удобно для теоретического анализа различных моделей систем и процессоров.
Однако все реальные системы и аппараты являются инерционными и срабатывают с запаздыванием во времени. В них переход между уровнями сигнала происходит в течение ненулевого отрезка времени как показано на рис. 3
Для представления в цифровых устройствах чисел, а также другой информации в процессе программирования наряду с привычной для нас десятичной системой счисления широко используются другие системы. Рассмотрим наиболее употребительные позиционные системы счисления. Числа в таких системах счисления представляются последовательностью цифр (цифр разрядов), разделенных запятой на две группы: группу разрядов, изображающую целую часть числа, и группу разрядов, изображающую дробную часть числа:
Здесь а 0 ,а 1 ... обозначают цифры нулевого, первого и т. д. разрядов целой части числа, а -1 ,а -2 ... -- цифры первого, второго и т. д. разрядов дробной части числа.
Цифре разряда приписан вес р к , где р -- основание системы счисления; к -- номер разряда, равный индексу при обозначениях цифр разрядов. Так, приведенная выше запись означает следующее количество:
N = ... + а 2 * р 2 +а 1 * р 1 +а 0 * р 0 +а -1 * р -1 +а -2 * р -2 +...
Для представления цифр разрядов используется набор из р различных символов. Так, при р = 10 (т.е. в обычной десятичной системе счисления) для записи цифр разрядов используется набор из десяти символов: О, 1, 2,...,9. При этом запись 729,324 10 (здесь и далее индекс при числе указывает основание системы счисления, в которой представлено число) означает следующее количество:
Используя такой принцип представления чисел, но выбирая различные значения основания
р, можно строить разнообразные системы счисления.
В двоичной системе счисления основание системы счисления р = 2. Таким образом, для записи цифр разрядов требуется набор всего лишь из двух символов, в качестве которых используются 0 и 1.
Следовательно, в двоичной системе счисления число представляется последовательностью символов 0 и 1. При этом запись 11011,101 2 соответствует в десятичной системе счисления следующему числу:
В восьмеричной системе счисления основание системы счисления р=8. Следовательно, для представления цифр разрядов должно использоваться восемь разных символов, в качестве которых выбраны 0, 1, 2,..,7 (заметим, что символы 8 и 9 здесь не используются и в записи чисел встречаться не должны). Например, записи 735,46 8 в десятичной системе счисления соответствует следующее число:
т. е. запись 735,46 8 означает число, содержащее семь раз по 8 2 = 64, три раза по 8 =8, пять раз по 8° = 1 ,четыре раза по 8 -1 =1/8, шесть раз по 8 -2 = 1/64.
В шестнадцатеричной системе счисления основание системы счисления р = 16 и для записи цифр разрядов должен использоваться набор из 16 символов: О, 1, 2, ... ,9, А, В, С, D, Е, F. В нем используются 10 арабских цифр, и до требуемых шестнадцати их дополняют шестью начальными буквами латинского алфавита. При этом символу А в десятичной системе счисления соответствует 10, В -- 11, С -- 12, D -- 13,Е--14,F-15.
Запись АВ9,С2F 16 соответствует следующему числу в десятичной системе счисления:
Для хранения n-разрядных чисел в цифровой аппаратуре можно использовать устройства, содержащие п элементов, каждый из которых запоминает цифру соответствующего разряда числа. Наиболее просто осуществляется хранение чисел, представленных в двоичной системе счисления. Для запоминания цифры каждого разряда двоичного числа могут использоваться устройства с двумя устойчивыми состояниями (например, триггеры). Одному из этих устойчивых состояний ставится в соответствие цифра 0, другому -- цифра 1.
При хранении десятичных чисел каждая цифра десятичного числа представляется в двоичной форме. Такая форма представления чисел называется двоично-кодированной десятичной системой. Например, число 765,93 10 в двоично-кодированной десятичной системе представляется в следующем виде:
Следует заметить, что, несмотря на внешнее сходство двоично-кодированного десятичного числа, содержащего в разрядах лишь цифры О и 1, с двоичным числом, первое не является двоичным. В этом легко убедиться. Например, если целую часть приведенной выше записи рассматривать как двоичное число, то оно при переводе в десятичную форму означало бы 1893 10 , что не совпадает с целой частью исходного числа 765.
Рассмотренный способ двоичного представления (кодирования) десятичных цифр использует так называемый код 8421 (название кода составлено из весовых коэффициентов разрядов двоичного числа).
Наряду с этим кодом при двоичном кодировании десятичных цифр используются различные другие коды, наиболее употребительные из которых приведены в табл.1.1.
Двоичное кодирование десятичной цифры
Код 7421 интересен тем, что любая кодовая комбинация содержит не более двух единиц. В коде 2 из 5 все кодовые комбинации содержат точно две единицы. Это свойство используется для обнаружения ошибочных комбинаций (ошибочное распознавание любого из символов принятой кодовой комбинации изменяет число единиц в этой комбинации).
Пары десятичных цифр, сумма которых равна девяти, составляют цифры, взаимно дополняющие друг друга до девяти (0 и 9, 1 и 8, 2 и 7,...). В коде 2421 и коде с избытком 3 кодовая комбинация, соответствующая любой из десятичных цифр, представляет собой инверсию комбинации, соответствующей ее дополнению до девяти. Например, в коде 2421 паре взаимно дополняющих до девяти цифр 2 и 7 соответствуют комбинации 0010 и 1101, каждая из которых образуется как инверсия другой. Это свойство упрощает выполнение в цифровых устройствах арифметических операций над десятичными числами. Таким же свойством дополнения до девяти обладает код За + 2. Кроме того, этот код имеет и другое полезное свойство: любая пара кодовых комбинаций отличается не менее чем в двух разрядах, что позволяет обнаруживать ошибочные комбинации (ошибка, изменяющая цифру одного разряда любой из кодовых комбинаций, приводит к так называемой запрещенной комбинации, не используемой для представления десятичных цифр в этом коде).
Любое дискретное устройство осуществляющее сложную переработку информации, строится из некоторых элементарных компонентов - элементов.
При этом элементы соединяются по определенным правилам. Характер элементов их соединение определяет функционирования устройства в целом. Идеализированную модель устройства, отражающую лишь элементы и их соединения будем назвать схемой.
Информация, которая передается между отдельными узлами (блоками) сложного цифрового устройства, представляется в виде кодовых слов. Таким образом, на входы каждого узла поступают кодовые слова, на выходе узла образуется новое кодовое слово, представляющее собой результат обработки входных слов. Выходное слово зависит от того, какие слова поступают на входы узла. Поэтому можно говорить, что выходное слово есть функция, для которой аргументами являются входные слова. Для того чтобы подчеркнуть особенность таких функций, состоящую в том, что функция и ее аргументы могут принимать значения лог 0 и лог 1, будем эти функции называть функциями алгебры логики (ФАЛ).
Устройства, предназначенные для формирования функций алгебры логики, называются логическими устройствами или цифровыми устройствами.
Цифровые устройства (либо их узлы) можно делить на типы по различным признакам.
По способу ввода и вывода кодовых слов различают логические устройства последовательного, параллельного и смешанного действия.
На входы устройства последовательного действия символы кодовых слов поступают не одновременно, а последовательно во времени, символ за символом (в так называемой последовательной форме). В такой же последовательной форме выдается выходное слово. Пример такого устройства показан на рис. 3.1 ,а. Как нетрудно сообразить, устройство на рисунке выявляет несовпадение символов на входах, выдавая лог 1 при несовпадении и лог 0 при совпадении символов (действительно, при несовпадении входных символов, когда Вх 1 = 1 и Вх 2 = 0 или Вх 1 = 0 и Вх 2
== 1, на выходе устройства Вых = 1, при совпадении входных символов, когда Вх 1 =1 и Вх 2 =1 или Вх 1 =0 и Вх 2 =0, на выходе Вых = 0).
На входы устройства параллельного действия все п символов каждого входного кодового слова подаются одновременно (в так называемой параллельной форме) В такой же форме образуется на выходе выходное слово. Очевидно, при параллельной форме приема и выдачи кодовых слов в устройстве необходимо иметь для каждого разряда входного (выходного) слова отдельный вход (выход). Пример такого устройства показан на рис. 3.1 ,б. Устройство выполняет над разрядами входных слов ту же логическую операцию (выявляя несовпадение символов соответствующих разрядов входных слов), что и устройство, показанное на рис. 3.1 ,а, но в параллельной форме. Входы устройства разделены на две группы (I и II), каждая из которых предназначена для приема трехразрядного входного кодового слова в параллельной форме. На выходах устройства также в параллельной форме получается трехразрядное выходное слово.
В устройствах смешанного действия входные и выходные кодовые слова представляются в разных формах. Например, входные слова -- в последовательной форме, выходные -- в параллельной. Устройства смешанного действия могут использоваться для преобразования кодовых слов из одной формы представления в другую (из последовательной формы в параллельную или наоборот).
По способу функционирования логические устройства (и их схемы) делят на два класса: комбинационные устройства (и соответственно комбинационные схемы) и последовательные устройства (последовательные схемы).
В комбинационном устройстве (называемом также автоматом без памяти) каждый символ на выходе (лог. 0 или лог. 1) определяется лишь символами (лог.0 или лог.1), действующими в данный момент времени на входах устройства, и не зависит от того, какие символы ранее действовали на этих входах. В этом смысле комбинационные устройства лишены памяти (они не хранят сведений о прошлом работы устройства).
В последовательных устройствах (или автоматах с памятью) выходной сигнал определяется не только набором символов, действующих на входах в данный момент времени, но и внутренним состоянием устройства, а последнее зависит от того, какие наборы символов действовали на входах во все предшествующие моменты времени в процессе работы устройства. Поэтому можно говорить, что последовательные устройства обладают памятью (они хранят сведения о прошлом работы устройства).
Рассмотрим примеры комбинационного и последовательного устройства. Пусть устройство (рис. 3.2,а) предназначено для формирования на выходе сигнала, определяющего совпадение сигналов на входах: на выходе формируется лог. 1 в случаях, когда на обоих входах действует либо лог. 1, либо лог.0; если на одном из входов действует лог. 1, а на другом -- лог.0, то на выходе устройства образуется лог. 0.

Такое устройство является комбинационным, в котором значение формируемой на выходе логической функции определяется лишь значениями ее аргументов в данный момент времени. Рассмотрим другой пример. Счетчик на рис. 3.2,6 подсчитывает импульсы. В каждый момент времени его состояние соответствует числу поступивших на вход импульсов. Выходная информация определяется тем, каково было состояние счетчика до данного интервала времени и поступает или нет на вход импульс в данном интервале времени. Таким образом, данное устройство является последовательным устройством.
В классической математике для задания функции обычно используются два способа: аналитический (запись формулой) и табличный (таблицами значений функции, какие приводятся, например, в справочниках). Подобными же способами могут задаваться логические функции.
При табличном способе строится так называемая таблица истинности, в которой приводятся все возможные сочетания значений аргументов и соответствующие им значения логической функции. Так как число таких сочетаний конечно, таблица истинности позволяет определять значение функции для любых значений аргументов (в отличие от таблиц математических функций, которые позволяют задавать значения функции не для всех, а лишь для некоторых значений аргументов).
Таблица истинности для логических функций одного аргумента приведена в табл. 4.1. Существуют всего четыре функции одного аргумента.
Если число аргументов функции равно п, то число различных сочетаний (наборов) значений аргументов составляет 2 n , а число различных функций п аргументов 2 2n . Так, при п = 2 число наборов значений аргументов равно 2 2 = 4, число функций 2 4 = 16. Таблица истинности функций двух аргументов представлена табл. 4.2.
Возможен и аналитический способ записи логической функции. В обычной математике аналитический способ представления функции предполагает запись функции в виде математического выражения, в котором аргументы функции связываются определенными математическими операциями. Подобно этому аналитический способ задания логической функции предусматривает запись функции в форме логического выражения, показывающего, какие и в какой последовательности должны выполняться логические операции над аргументами функции.
Функции одного аргумента (табл. 4.1) представляются следующими выражениями:
Устройства, реализующие функции f 0 (х),f 1 (х) и f 3 (x), оказываются тривиальными. Как видно из рис. 4.3, формирование функции f 0 (х) требует разрыва между входом и выходом с подключением выхода к общей точке схемы, формирование функции f 1 (х) -- соединения входа с выходом, формирование функции f 3 (х) -- подключения выхода к источнику напряжения, соответствующего лог. 1 Таким образом, из всех функций одного аргумента практический интерес может представлять лишь функция f 2 (x)=x (логическое НЕ).
Кроме таблицы истинности и уравнения функции существует способ называемый карта Карно.
Карта Карно с 2^n состояниями-клетками, соответствующими всем 2^n возможными состояниям входов элемента. входы разбиваются на две группы, и при этом столбцам карты соответствуют все комбинации одной группы, а строки другой. При этом комбинации входных сигналов располагаются так что соседние столбцы и строки отличаются состоянием только одного входа. Поскольку каждому входу приписан вес 1,2,4,Й,.,.,2^n, то каждая строка и столбец будут также иметь вес, равный сумме весов тех входов, которые в данном состоянии выхода имеет значение 1. Каждая клетка соответствует соединению с номером, равным сумме весов столбца и строки, образующих эту клетку. Единичное обозначение сигнала на выходе отмечается сплошной линией. Соединение клетки Карт содержат соседние наборы, отличающиеся значением одной переменной. Соседними являются и крайние клетки. Цифры в нижнем правом углу указывают номер набора. В средней части каждой клетки указано значение определяемой функций, которой она равна в данном наборе.
Число клеток карты Карно определяется числом надборов входных переменных. Так на рис.5 приведены Карты Карно для задания функции 2, 3, 4 переменных.
2. Какие сигналы называются дискретными?
3. Какие сигналы называются аналоговыми?
4. Какие сигналы называются двоичными?
5. Какие системы счисления вы знаете?
6. Какие устройства называют логическими устройствами.
8 . Что такое позиционные системы счисления?
9. Что входит к функциям логической алгебры?
10. Расскажите про комбинационные приборы и последовательные устройства.
Лекция 2. Анализ и разработка логических схем. Синтез логических схем
2. Совершенно нормальная конъюнктивная форма
4. Минимизация функции с помощью Карно карт.
Ключевые слова и термины : канонические формы представления логических функции, синтезирование логических сооружений, совершенно нормальная дизъюнктивная форма (СНДФ) и совершенно нормальная конъюнктивная форма (СНКФ), минимизация функции, Карно карты.
Канонические формы представления логических функций
Синтез логического устройства распадается на несколько этапов. На первом этапе функцию, заданную в словесной, табличной или других формах требуется представить в виде логического выражения с использованием некоторого базиса. Дальнейшие этапы сводятся к получению минимальных форм функций, обеспечивающих при синтезе наименьшее количество электронного оборудования и рациональное построение функциональной схемы устройства. Для первого этапа обычно используется базис И, ИЛИ, НЕ независимо от базиса, который будет использован для построения логического устройства.
Для удобства последующих преобразований приняты следующие две исходные канонические формы представления функций: совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ) и совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ).
Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ). Дизъюнктивной нормальной формой (ДНФ) называется такая форма представления функции, при которой логическое выражение функции строится в виде дизъюнкции ряда членов, каждый из которых является простой конъюнкцией аргументов или их инверсий. Примером ДНФ может служить выражение
Приведем форму представления функции, не являющуюся ДНФ. Например, функция
представлена не в ДНФ, так как последний член не является простой конъюнкцией аргументов. Также не является ДНФ следующая форма представления функции:
Если в каждом члене ДНФ представлены все аргументы (или их инверсии) функции, то такая форма называется СДНФ. Выражение (2.1) не является СДНФ, так как в нем лишь третий член содержит все аргументы функции.
Для перехода от ДНФ к СДНФ необходимо в каждый из членов, в которых представлены не все аргументы, ввести выражение вида,
где x i -- отсутствующий в члене аргумент. Так как такая операция не может изменить значений функции. Покажем переход от ДНФ к СДНФ на примере следующего выражения:
Добавление в члены выражений вида приведет к функции
Отсюда после приведения подобных членов
т.е. имеем СДНФ. Если исходная функция задана в табличной форме, то СДНФ может быть получена непосредственно.
Пусть задана функция в форме табл. 2.1. Для этой функции СДНФ имеет вид (2.2)
Каждый член в (2.2) соответствует некоторому набору значений аргументов, при котором f(x 1 ,x 2 ,x 3 ) равна 1. Каждый из наборов аргументов, при которых f(x 1 ,x 2 ,x 3 ) равна 1 (3-, 4-, б-, 8-й столбцы наборов), обращает в единицу соответствующий член выражения (5.2), вследствие чего и вся функция оказывается равной единице.
Можно сформулировать следующее правило записи СДНФ функции, заданной таблицей истинности. Необходимо записать столько членов в виде конъюнкций всех аргументов, сколько единиц содержит функция в таблице. Каждая конъюнкция должна соответствовать определенному набору значений аргументов, обращающему функцию в единицу, и если в. этом наборе значение аргумента равно нулю, то в конъюнкцию входит инверсия данного аргумента. Следует отметить, что любая функция имеет единственную СДНФ.
Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ). Конъюнктивной нормальной формой (КНФ) называется форма представления функции в виде конъюнкции ряда членов, каждый из которых является простой дизъюнкцией аргументов (или их инверсий).
Примером КНФ может служить следующая форма представления функции:
Приведем форму представления функций, не являющейся КНФ:
эта форма не является КНФ, так как в ней первый член не связан с остальными операцией конъюнкции).
В СКНФ в каждом члене КНФ должны быть представлены все аргументы. Для перехода от КНФ к СКНФ необходимо добавить к каждому члену, не содержащему всех аргументов, члены вида х i *х i где аргумент, не представленный в члене. Так как х i *х =0, то такая операция не может повлиять на значение функции. Добавление х i *х, к некоторому члену Y образует выражение вида Yvх i *х, которое можно привести к виду
Справедливость данного равенства вытекает из распределительного закона, она может быть показана также путем раскрытия скобок в правой части выражения На примере функции
Подставив сюда значения z 1 и z 2 , получим соответствующие члены приведенного выше выражения
Совершенная КНФ функции легко строится по таблице истинности.
Рассмотрим в качестве примера функцию, приведенную в табл 2.1.
Выражение содержит столько членов, связанных операцией конъюнкции, сколько нулей имеется среди значений функции f(x 1 ,x 2 ,x 3 ) в таблице истинности. Таким образом, каждому набору значений аргументов, на котором функция равна нулю, соответствует определенный член СКНФ, принимающий на этом наборе значений нуль. Так как члены СКНФ связаны операцией конъюнкции, то при обращении в нуль одного из членов функция оказывается равной нулю.
Таким образом, можно сформулировать правило записи СКНФ функции, заданной таблицей истинности. Следует записать столько конъюнктивных членов, представляющих собой дизъюнкции всех аргументов, при скольких наборах значений аргументов функция равна нулю и если в наборе значение аргумента равно единице, то в дизъюнкцию входит инверсия этого аргумента. Любая функция имеет единственную СКНФ.
Структурная схема логического устройства может быть построена непосредственно по канонической форме (СДНФ или СКНФ) реализуемой функции. Получающиеся при этом схемы для функций (2.2 ) и (2.3) показаны на рис. 2.1,а и б.
Недостаток такого метода построения структурных схем. обеспечивающего в общем правильное функционирование устройства, состоит в том, что получающиеся схемы чаще всего неоправданно сложные, требуют использования большого числа логических элементов, имеют низкие экономичность и надежность. Во многих случаях удается так упростить логическое выражение, не изменив функции, что соответствующая структурная схема оказывается существенно более простой. Методы такого упрощения функции называются методами минимизации функции.
Минимизация функций с использованием карт Карно
В таблице 2.2 приведена иллюстрация карты Карно для функций трех и четырех аргументов.
Аргументы функции делятся на две группы, комбинации значении аргументов одной группы приписываются столбцам таблицы, комбинации значений аргументов другой группы -- строкам таблицы. Столбцы и строки обозначаются комбинациями, соответствующими последовательности чисел в коде Грея (это сделано для того, чтобы склеивающиеся клетки находились рядом). Обозначения столбца и строки, на пересечении которых находится клетка таблицы, образуют набор, значение функции на этом наборе записывается в клетку.
Для получения минимизированной функции охватываются областями клетки таблицы, содержащие 1. Как и в случае минимизации с помощью карт Вейча, области должны быть прямоугольной формы и содержать 2 К клеток (при целочисленном значении к). Для каждой области составляется набор из двух комбинаций: приписанных столбцам и приписанных строкам, на пересечении которых расположена область. При этом если области соответствуют несколько комбинаций кода Грея, приписанных столбцам или строкам, то при составлении набора области записывается общая часть этих комбинаций, а на месте различающихся разрядов комбинаций ставятся звездочки. Например, для функции, представленной табл. 2.2, области I будет соответствовать набор 1.00 или член
Для получения минимальной КНФ (МКНФ) областями охватываются клетки, содержащие 0, и члены МКНФ записываются через инверсии цифр, получаемых для наборов отдельных областей.
1. Расскажите про синтеза логических схем
2. Что такое канонические формы представления логических функции?
3. Расскажите про синтезирования логических сооружений.
4. Что такое совершенно нормальная дизъюнктивная форма (СНДФ)?
5. Что такое совершенно нормальная конъюнктивная форма (СНКФ)?
6. что означает минимизация функции?
Лекция 3. Сложные логические схемы. Мультиплексоры
1. Процесс работы мультиплексоров и его задачи.
Ключевые слова и термины: мультиплексор, де мультиплексор, шифраторы (кодеры), дешифраторы (декодеры), пара фазный вход, триггеры, активный логический степень, пассивный логический степень, RS- триггер, синхроний триггер.
Устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу, называется мультиплексором. Мультиплексор имеет несколько информационных входов (D 0 ,D 1 ...), адресные входы (А о ,А 1 ,...), вход для подачи стробирующего сигнала С и один выход Q. На рис. 1, а показано символическое изображение мультиплексора с четырьмя информационными входами.
Каждому информационному входу мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. При подаче стробирующего сигнала на вход С мультиплексор выбирает один из входов, адрес которого задается двоичным кодом на адресных входах, и подключает его к выходу.
Таким образом, подавая на адресные входы адреса различных информационных входов, можно передавать цифровые сигналы с этих входов на выход Q. Очевидно, число информационных входов n i и число адресных входов n a связаны соотношением п i =2 na . Функционирование мультиплексора определяется табл. 1
Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов и осуществляет коммутацию входа к одному из выходов, имеющему заданный адрес (номер).
Шифратор (называемый также кодером) осуществляет преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0,1,2,. ..,т-1), и п 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 т, поэтому они используются для преобразования в двоичную систему счисления относительно небольших десятичных чисел.
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 соответствующий вход шифратора, и на его выходе возникает двоичное число, соответствующее выгравированному на клавише символу.
На рис. 2 приведено символическое изображение шифратора, преобразующего десятичные числа 0, 1, 2,...,9 в двоичное представление в коде 8421. Символ СD образован из букв, входящих в
английское слово Сос1ег. Слева показаны 10 входов, обозначенных десятичными цифрами 0, 1, 2,...,9, справа--выходы шифратора; цифрами 1, 2, 4,8 обозначены весовые коэффициенты двоичных разрядов, соответствующих отдельным выходам.
Из приведенного в табл.2 соответствия десятичного и двоичного кодов следует, что переменная х i на выходе, обозначенном цифрой 1, равна лог.1, если это значение имеет одна из входных переменных У 1 ,У 3 ,У 5 ,У 7 ,У 9 . Следовательно,
Этой системе логических выражений соответствует схема на рис 3
На рис. 3.6 изображена схема шифратора на элементах ИЛИ-НЕ. Шифратор построен в соответствии со следующими выражениями:
При этом шифратор имеет инверсные выходы.
При выполнении шифратора на элементах И-НЕ следует пользоваться следующей системой логических выражений:
В этом случае предусмотрена подача на входы инверсных значений, т.е. для получения на выходе двоичного представления некоторой десятичной цифры необходимо на соответствующий вход подать лог. 0, на остальные входы -- лог. 1. Схема шифратора, выполненная на элементах И-НЕ, приведена на рис. 3, в.
Изложенным способом могут быть построены шифраторы, выполняющие преобразование десятичных чисел в двоичное представление с использованием любого двоичного кода.
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.
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.
На рис. 4,а приведено символическое изображение дешифратора. Символ DС образован из букв английского слова Decoder. Слева показаны входы, на которых отмечены весовые коэффициенты двоичного кода справа -- выходы, пронумерованные десятичными числами, соответству
Проектирование систем микропроцессоров и сервисное обслуживание курс лекций. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Стандарты Аудиторской Деятельности Контрольная Работа
Сочинения Огэ Русский Язык Примеры Все Варианты
Дипломная Работа Перспективы Развития Социального Обеспечения
Реферат по теме Движение факторов производства и интеграция
Контрольные Работы 10 Кл Алгебра Колягин
Курсовая Работа На Тему Графічне Та Геометричне Моделювання Та Інтерактивні Системи
Реферат: Проспер Мериме. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат На Тему Романское Искусство
Реферат: Анализ себестоимости продукции плодоводства в СХПК Кочетовский Мичуринского района Тамбовской об
Реферат На Тему Психодиагностические Методы Исследования Личности
Контрольная Работа По Алгебре 7 Клаас Ответы
Реферат На Тему Корпоративная Культура: Сущность, История, Значение
Индивидуальный Жилой Дом Реферат
Дипломная Работа Хабаровск
Дипломная работа по теме Литье по выплавляемым моделям ювелирного производства
Легені землі. Проблеми збереження лісів
Реферат Факторы Мутагенеза
Песни Войны Реферат
Реферат по теме Пиролиз угля
Реферат: Культура письменной речи
Преступления против собственности - Государство и право контрольная работа
Янтарь: происхождение, свойства, добыча - Геология, гидрология и геодезия реферат
Насильственные преступления - Государство и право дипломная работа