Дешифраторлар-демультиплексорлар



Бір кіріске түсетін ақпаратты N шығысқа басқарылатын коммутацияны іске асыратын функциональдық түйіншікті демультиплексор дейміз.Сонымен демультиплексор мультиплексордың іске асыратын операциясына кері операция. Демультиплексордің жалпылама сұлбасы 35 суретте көрсетілген. Жалпы жағдайда шығатын желілердің саны N адрестік кірістердің n санымен анықталады және N=2n тең. n=2 жағдай үшін демультиплексордің жұмыс істеуі 36,а суреттегі көрсетілген ақиқат кестесіне сәйкес іске асырлады.

 

35 Сурет. Демультиплексордің жалпылама сұлбасы


36суретАқиқаткестесі- а) және 4-канальдыдемультиплексордың функциональдық сұлбасы -б)

Ақиқат кестесінен демультиплексордыңсипатама теңдеуін жазамыз:

Бұл теңдеулерге сәйкес демультиплексордың функциональдық сұлбасы 36,б суретте келтірілген.

Оның құрамында екі инвертор және төрт «ЖӘНЕ» элементі бар.Демультиплексора и дешифратора

Ақиқат кестесін және функциональдық сұлбасын салыстыра отырып, олардың функциясының ұқсас екенін жеңіл көруге болады.Егер функция X=1тұрақты болса, онда мультиплексор дешифратордың функциясын орындайды.Дешифратор мен демультиплексордың микросхемалары ИЕ деген бірдей шартты белгісі бар, орындайтын функцияларының ұқсастығын еске ала отырып,оларды «Дешифратор-демультиплексор» деп атаймыз және дешифратормен демультиплексордың екеунің де функциясын орындай алады. Мысал үшін 37,а. суретте көрсетілген К155ИД4 микросхемасын қарастырайық. Бұл 4-каналды қосақталған дешифратор-демультиплексор. Әр бір секциясы бір ақапартық кірісі бар(D және Ē),бір рұқсат ететін кіріс,төрт шығыс және екі жалпы адрестік кіріс (a1, a0). 36,б суретте мүмкін қосу әдістері және жұмыс істеу режимі көрсетңлген.

 

37сурет.К155ИД4Микосұлбасысы а) және оның жұмыс істеу мүмкін режимдері б).

МС тура және иверсті ақпараттық кірсі барлығы оларды қарапайым біріктірумен үшіншіа2 адресті разряд алуға мүмкіндік береді, ал екі инверсті кіріс, жалпы рұқсат кірісі 3:8 немесе демультиплексордің 1:8 ақпараттық кірісі. Жоғарда қарастырылған К155ИД3 дешифратордың микросхемасын 1:16форматты демультиплексор ретінде колдануға болады.Бұл жағдайда дешифрацияға рұқсат ететін кіріс негізгі ақпараттық кірісХ ретінде, ал кірістермен және шығыстар негізгі жүктелген мақсатыны байланысты қолдынылады.

Лекция.

.Кодтарды салыстыру құрылғысы.Цифрлік компараторлар.Кодтарды түрлендіргіштер.Индикаторлар

Кодтарды салыстыру құрылғысы-егерде кірісіне түскен екі саның кодтары бірдей болған жағдайда шығатын сигналды жасауға арналған құрылғы.

Егерде А және В санының разрядтық коэффициентіері бірдей болса,яғни ai=bi=1 немесе ai=bi=0А және В тең болып саналады .Бұл теңдеулерді бір теңдеу түрінде бұлай жазуға болады

. Бұл теңдік әр бір разряд үшін орындалатын болғандықтан, Y шығыс сигналын мына логикалық функция түрде жазуға болады:

Мұнда n-разрядтар саны.

38 сурет. Кодтарды салыстыру құрылғысы: а)-құрылым сұлбасы; б)- бір разрядта салыстыратын сұлбаныңминималданған варианты; в) — бір разрдты компаратор; г)- 4-разрядты компаратордың шарты графикалық белгісі 38,а суретінде көрсетілген.

Жоғарғыда көрсетілген теңдеудің негізінде құрылған, кодтрды салыстыру құрылғысының құрылғы сұлбасы 38,а. Егерде салыстыру нәтижесі барлық салыстыртын разрядтарда 1 тең болатын жағдайда ғана, шығатын сигнал Y=1 болады. Қарылып отырған сұлбаның кемшілігі оның кірістерінің көптігі, ал құрылғының жұмыс істеуіне A және В сандарының тек қана тура кодтары ғана емес және инверсті

кодтары қажет болады. Логика алгебрасының заңдарының негізінде тек қана тура кодпен жұмыс істейтін құрылғылар.

Осы теңдеудің негізінде іселгенбірразрядты салыстыру элементінің сұлбасы 38,б суретте көрсетілген. Бұл элементермен істелген функциональдық сұлбаның кірістерінің саны екі есе аз болады. Цифрлық компараторлар-екі санның тең екендігінің немесе қайсысының үлкен екендігін анықтайтынсалыстырудың универсаль құрылғысы болып саналады.

Екі бір разрядты санды салыстыру қарапайым есебін карастырайық. Бұл жұмысты іске асыратын бір разрядты компаратордың сұлбасы 38,б суретте көрсетілген. Бұл сұлбаның жұмыс істеу принципін қарастырғанда мыныны: егер ai<bi, сонда ai = 0, алbi = 1 және керісінше екенін еске алу керек.

Көп разрядты сандарды салыстыру үшін келесі алгоритм қолданылады. Басында үлкен разрядтарының мәні салыстырылады. Егер олар әр түрлі болса,онда бұларды салыстыру нәтижесін солар анықтайды. Егер олар тең болса, онда одан кейінгі кіші разрядтарды, тағысы басқалар.

Цифрлық компараторлар жеке микросхема түрде шығарылады. Мысалы, К561ИП2 екі 4-разрядты санды теңсіздік таңбасымен анықтайды.38, г суретте оның ШГБ (шарты графикалық белгісі) келтірілген. Құрылғының екі салыстыратын санның разрядын өсіру қасиеті бар. Мысалы, 8-разрядты сандарды салыстыру үшін екі төртразрядты микросхемаларды қолдануға болады.Бұл мақсатта МС К561ИП2 үш қосымша кіріс қарастырылған:A > B, A = B және A > B, оларға кіші разрядты салыстыруды орындайтын микросхемалардың сәйкес шығыстары келтірілген. Егерде тек бір ғана микросхема қолдынылатын болса, онда A = B кірісіне лог. «1»,ал A < B және A > Bлог. «0» беру керек.

10.1 Кодтарды түрлендіргіштер. Индикаторлар

Саның кодын өзгерту операциясы оны түрлендіру деп аталады.Бұл операцияны орындайтын интегральдық микросхемалар кодты түрлендіргіштер деп аталады.Кодты түрлендіргіштеринтегральдық микросхемалар айрықша кең таралған, екілік кодты ондық кодқа, оналтылық кодқа, Грей кодына және керісінше айналдыратын операцияларға арналған түрде шығарылады.

 Кодты түрлендіргіштер өзінің құрлымына байланысты дешифраторлар болып саналады, тек қана олар екілік кодты тек қана біреуінде ғана емесбірнеше шығысында түрленділеді.

Мысал ретінде екілік кодты 7-сегменті цифрлық индикатордың кодына түрлендіргішті қарастырайық.39,а суретте индикатордың қосу сұлбасы келтірілген. Индикатор сегіз сегменті бар, светодиодтардан тұратын жартылай өткізгіштен жасалған құрылғы.Жеке сегментерді қосу және ажырату арқылы цифрларды немесе белгілерді алуға боладыы. Индикатордың сегментерінің орналасуы және конфигурациясы 39,а суретте көрсетілген.Әр цифр үшін индикатордың өзінің анықталған сегментерінің терімдері сәйкес болады.Цифрлар мен ондық бөлшектің нүктесінің бейнелеу кестесі 39,б суретте келтірілген.

 

39сурет.екілік кодты 7 сегментті индикаторлық кодқа түрлендіргіш:

а)индикатордың қосу сұлбасы; б) — күйлерінің кестесі.

Ішкі қосу сұлбасына байланысты индикаторларекі түрге бөлінеді: жалпы катодымен және жалпы анодымен. Екі түрінің сұлбасыда40,а және 40,б сурет көрсетілген. Жеті сегментті индикаторлардыңәр түрлі модификациялары өте көп таралған. Олардың бір-бірімен айырмашылығы: шығыстарының орналасуы, өлшемдері, жарықтану түсі және жарықтылығы.

40сурет индикаторлар сұлбасы: а) жалпы катодпен; б) жалпы анодпен.

Жалпы катодты индикатормен басқару үшін мысалы К514ИД1дешифраторы, ал жалпы анодпен-К514ИД2қолдынылады. Құрылғыларда басқа сериялардың дешифраторлардың микросхемалары да қолдынылады, мысалы 176ИД2, 176ИД3, 564ИД4, 564ИД5, К133ПП1және тағы бақалар.

Жалпы катодымен немесе жалпы анодымен светодиодтардан тұратын сызғыштардышкалалы индикаторлар деп атайды.Олар щиттің өлшегіш приборларныңанологі болып табылады және үздіксіз өзгеретін ақпаратты көрсетеді.Жарықталатын шкалалар жанармайдың бактегі деңгейін,қозғалыс жылдамдыңын және басқа параметрлерін индикациялау үшін, автомобильдің немесе ұшақтың прибор щитогына орнатылады. Шамаларды салыстыру үшін көршілес бағанша түрдеорналасқан конструкция өте ыңғалы.Екілік кодты шкалалық индикаторды басқаратын кодқа түрлендіргіш,екілік кодпенанықталатын адрестік кірістегі жарқырайтын таңбаның орынауыстыруын мүмкін етеді. 

Бағандармен жолдармен орналасқан светодиодтардың терімдерін матрицалы(қалыптамалы) индикаторлар деп аталады . Ерекше кең таралған матрицалы индикаторлардың 5 бағанасы және 7жолы бар. Бұл индикаторларда 35 светодиодтар (жарық диодтары) бар.Матрицалы индикаторларды басқару үшін

 светодиодтардың орыны бағана мен жолдарының номерлерімен берілетін миросхемаларшыңырылады,бірақ бүкіл комбинациялары толық қолданылмайды. Мұндай кодтарды түрлендіргіштер тоық емес деп аталады.Оларға, мысалы К155ИД8 және К155ИД9 микросхемалары жатады.

Лекция.

11.Тізбекті(реттілік) типті цифрлық құрылғы. Триггерлер. RS-триггерлер. D-триггерлер (кідіріс триггерлері). JK-триггерлер. Симметриялы емес триггерлер.

Шығысындағы логикалық мәндері қазіргі уақыт мезетінде, кірісіндегі логикалық сигналдардың жиынтығымен ғана емес, ішкі жады элементерінің оның алдыңғы жұмыс істеу нәтижесінің салдарына байлынысты күйімен анықталатын элктронды цифрлық құрылғыларды тізбекті типті цифрлық құрылғылар немесе жадысы бар цифрлық автоматтар дейді. Алдынғы күйін еске сақтау тригерлердің және жады регистрлердің көмегімен орындалады.Импульстер санауштары және ығысу регистрлері жадысы бар логикалық автоматтардың типтік үлгісі болып саналады.

11.1 Триггерлер

 

Екі тұрақты(орнықты) жағдайы бар және сыртқы басқаратын сигналдың әсерінен біртұрақты күйден екінші тұрақтыкүйге өтетін электрондық құрылғыны –триггер. Егер сыртқы әлсіз әсер ету оның күйін өзгертпесе, күйі тұрақты болып саналады.Тригердің бір күйден екінші күйге өту үшін, сыртқы сигналдың табалдырық мәнінент асу керек.

Кіретін ақпараттарды сигналдар комбинациясына түрлендіретін логикалық басқару құрылғысынан,және осы сигналдардың әсерінен өзінің бір орнықты тұратын күйін қабылдайтын

жады ұяшығынан тұратын құрылғыны тригер (41сурет) дейді.

41сурет

Тригердің жалпылама құрылғысы а): тік кірісі RS-триггеры б)инверстістатикалық кірісі бар в).

А және В кірісіне түсетін ақпараттық сигналдар логикалық құрылғыларда ішкі жады ұяшығының S және R ішкі кірісіне түсетін сигналдарға түрлендіреді. Ақпаратты тактылы қабылдауды қамтамасыз ететін, ақпараттық сигналдарды(белгілер) түрлендіру V кірісіне берілетін ақпаратты қабылдау рұқсаты және С синхрондау кірісі берілген сигналдар арқылы іске асырылады.

С кірісі бар тригер синхронды, ал ол болмаса асинхронды деп аталады. Басқаратын сигналдар асинхронды тригерге тікелей келгенде әсер етеді, ал синхронды С кірісіне тек қана сигнал келгенен кейін әсер етеді.Тригерлердің статикалық және динамикалық кірістері болады. Статикалық және динамикалық кірістер тура немесе инверсті болуы мүмкін.

Кіретін сигналдардың көзімен тікелей байланысы бар кірісті- статикалық кіріс дейді.Статикалық кірісі бар тригерлердің басқару сигналдеңгейі лог. «1», ал инверсті кіріс басқару үшін деңгей-лог «0» қолдынылады. Егер кіретін сигналдардың көзімен магнитті,электромагнитті немесе RC-тізбектері арқылы қосылған болса ондай кірістер динамикалық деп атайды.

Олар кіретін сигналдардың деңгейінің айырмасын сезеді. Егер тригер кіретін сигналдар «0»-ден «1»-ге өзгергенде қосылатын болса, ондай кірістер тура, «1»-ден «0»-ге өзгерсе инверсті деп аталады.

Ś және Ŕ кірістері тригерді асинхронды құрылғы қылады. Жұмыстың циклінің басында тригерді бастапқы жағдайға (0 немесе 1) келтіру үшін оларға ақпараттық сигналдарына тәуелсіз басқару сұлбасын айнылып өтіп, приоритеті сигналдарды беруге арналған кірістер. 

RS-триггерлері

RS-триггері деп аталатын, бөлек жібергіші бар триггерлер көп қолданыс табады.

41суретте олардың шарты графикалық белгісі келтірілген. Қарапайым RS-триггерінде ақпараттық сигнал S және R тікелей жады ұяшығының кірісіне беріледі.

Жібергіш импульстер берілетін кірістер орнататын кірістер деп аталады.S (Set —орнатқыш) әріпімен тригерді (Q=1, )бірлік күйге келтіретін кірісті белгілейді. R (Reset — түсіру) триггерді

«0» күйге келтіретін, түсіретін сигнал берілетін кірісті белгілейді. Q әріпімен тура кірісті, ал инверсті кірісті белгілейді. RS-триггерлер өздері де қолданыс табады және басқа да күрделі триггерлердің құрамында қолдынылады және санауыштардың, регистрлердің құрамына кіреді.

Логикалық элементерлі RS-триггерлері

Тізбекті типті логикалық құрылғылардың жұмысістеуі өту кестесімен бейнеленіледі.Олардың ақиқат кестесінен айырмашылығы, бұл кестелерде тек қана результативті өтулер есепке алынады, яғни сигналдардың комбинациясы өзгеруі құрылғының шығысындағы жағдайының өзгеруіне әсер етеді. өту кестесінің ақиқат кестесіне келтірлуі мүмкін болады,егер ішкі жады элементерінің жағдайын (күйі) кіріс сигналдар деп санаса. 42,а суретте келтірілген толық функционалдау кестесінде, кіріс сигналдары берілмей тұрғанда,триггердің бастапқы күйі Qnкіріс сигналдардыі бірі болып саналады. Кіріс сигналдары берілгеннен кейін, тригердің шығу күйі Qn+1символымен белгіленген.Тригердің өту кестесі 42,бсуреттте келтірілген.

Qn S R Qn+1 Жұмыс істеу режимі
0 0 0 0  «0»сақтау
0 0 1 0 (Подтверждение) «0»растау
0 1 0 1 «1»ге орнату
0 1 1 ф Рұқсат етілмеген күй
1 0 0 1 «1»сақтау
1 0 1 0 Сброс в «0»
1 1 0 1 (Подтверждение) «1»растау
1 1 1 ф Рұқсат етілмеген күй

а)

S R Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 ф

б)

42 сурет ақиқат кестесі а) жәнеRS-триггердің ауыстырып қосу кестесіб)

Ақиқат кетесі жоғарғыда қарастырылған комбинация типті логикалық құрылғылардың синтездеу әдістемесін, тізбекті типті, және соның ішінде RS-триггерлерді синтездеуге қолдануға мүмкіндік береді.RS-триггерінің құрлымдық формуласын минимальдау үшін 43,а суретте келтірілген Карно картасын толтырайық

43сурет RS-триггерін құрлымдық формуласын минимальдау үшін арналған Карно картасы

Анықталмаған логикалық функциаларды минимальдау теориясына сәйкес,функцияның Qn+1  тура мәнін анықтау үшін Карно картасындағы «ф» анықталмаған мәнін( 43,а сурет) «1» ауыстырайық, ал инверсті мәнін анықтау үшін «0» ауыстырайық.  функциясын алу үшін минимальдау ноль арқылы жүргізіледі.Негізгі базис элементерінде Qn+1 және функциясының минимальданған мәні мына түрде жазылады:

44сурет. RS-триггерлер: а), б) — НЕМЕСЕ-ЕМЕС логикалық элементерінде,

в), г) —ЖӘНЕ-ЕМЕС логикалық элементерінде.

Тригерді НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементерімен іске асыру функциясын инвертейміз: .Осы өрнекке сәйкес алынған,тригердің құрылғы сұлбасы 44,а суретте келтірілген.Құрымдық формуласында S және R(орнатқыш)сигналдар тура кодпен берілген, сондықтан лог. «1» деңгейі орындағыш сигналдардың мәні болады, сондықтан «НЕМЕСЕ ЕМЕС» элементеріндегі тригердің тура статикалық кірістері бар

 

ЖӘНЕ-ЕМЕС элементеріндегі тригерді іске асыру үшін Qn+1функциясын екі рет инвертейік:

 

Алынған өрнектен сигналдарды орындағыш мәні лог. «0» екені шығады, сондықтан ЖӘНЕ-ЕМЕС, элементеріндегі RS-триггер инверсті статикалық кірісі бар.Бұл тригердің құрлымдық сұлбасы және ШГБ 44,в,гсуретте келтірілген.

RS-триггер кіретін, цифрлық сұлбаларды жасағанда, НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементеріндегі RS-триггерлерінің S=R=1 тең болғандағы, ЖӘНЕ-ЕМЕС элементеріндегі RS-триггерлерінің S=R=0 тең кіріс сигналдарына тиым салынған күйлері бар екенін ескеру керек. RS-триггердің екі түрі қалыпты жұмыс істеу (функционалдау) шартын мына түрде жазуға болады: SR ≠ 1.

Егерде істеліп атқан сұлбада кіріс сигналдардың мұндай терімділігі мүмкін болса,онда бұл жағдайды кіріс тізбекке қосымша логикалық элементерді қосып жоюға болады, немесе тиым салынған күйі жоқ тригерлерді қолдану болады.Басқару сигналдары тригерге өзінің кірісінде пайда болуынан бастап тікелей әсер ететіндігінен, қарастырылған RS-триггерлер асихронды болып табылады,

 

Синхроннды RS-триггерлер

Қазіргі цифрлық техниканың құрылғысында, кіріс сигналдардың қаупті жарысын жою үшін, барлық элементермен түйіншіктері әр бір тактыда бір уақытта жұмыс істеу керек.Бұл мақсатқа жету үшін қатал синхронизация жасау үшін арнайы синхроимпульстардың көмегмен іске асырылады. Синхрондауырежимдері бар сұлбаларда жұмыс істеу үшін синхронды RS-триггерлер дайындалған.

45суретСинхронндыRS-триггерлер:— а)НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементтерінде,— в)ЖӘНЕ-ЕМЕС элментінде және оның ШГБб),жәнег).

 

Синхрондалатын тригердің ерекшелігі, оның басқару сұлбасында инвертейтін элементердің барлығы, асинхронды сигналдармен салыстырғанда басқаратын сигналдардың орындау мәнінің өзгеруі.

Синхронды RS-триггерлердің үш кірісі бар: S, R және C. Синхрондауды қолдану тригердің бір мезгілде бірлік сигналдарды бергенде пайда болатын анықталмаған күйін жоя алмайды. Содықтан қалыпты функционалдау шарты болып келесі теңсіздік SRC ≠ 1болады. Негізгі 3 кірістен басқа синхронды RS-триггер Ś и Ŕ тригердің асинхронды күйінекелтірлетін кірістермен қамтылады. Олар жұмысістеу цикілінің басында, триггерді бастапқы жағдайға (0 немесе 1)  келтіру үшін, басқару сұлбасынайналып өтіп приоритеті сигналдар беру үшін арналған.­Триггерге өзінің әсері бойыншаŚ және Ŕ ең басшысы болып саналады,сондықтан шарты графикалық белгіде басқалардан горизонталь сызықпен бөлінеді.

S,R и E-типті RS-триггерлер

S, R және E-типті тригерлердің кәдімгі RS-триггерлерден айырмашылығы S=R=1сигналдаркомбинациясы тиым салынбаған. Әр полярлы сигналдар үшінS, R және E-типті тригерлердің жұмыс істеу алгоритміRS-триггерлердікіндей,бірақ S=R=1 тең болғанда,S-типті тригер «1» ауысады,R-типті «0» ге, ал E-типті триггер өзінің күйінөзгертпейді.(45сурет)

 

46суретЕ-типті RS-триггері

Бұл сұлба кәдімгі RS-триггер секілді жұмыс істейді, S=R=1 сигналдарын бергенде D5және D6 вентилдері D1және D2элементерінің жабық күйін қамтамасыз қалад ы етеді де,сондықтан Q триггерінің шығыс күйі өзгерісі қалады. Егерде суреттегі сұлбадан D6 элементін шығарып тастасақ , S=R=1сигналын кіріске бергенде D2элементінің шығысында «1» тұрғызылады да, оқшауланыда да,

ал D1кірісінде «0» қалыптасады. Бұл сигналдар триггерді Q=1 күйге келтіреді, немесе кірісіне S=R=1 берілмей тұрып Q=1күйінде болса, онда оны растайды.Мұндай триггер S-типті RS-триггер деп аталады.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2245; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!