Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов высших учебных заведений по специальности 230101. 65 «Вычислительные машины, системы, комплексы и сети» (стр. 3 из 11)
2. Подключение неиспользуемых входов элементов, работоспособность элемента с "висящими в воздухе" выводами.
3. Базовый элемент 155-й серии, реализация элемента "НЕ", "ИЛИ" многовходовых "И" и "ИЛИ", "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ".
4 Комбинационная схема, закон функционирования, способы его задания.
5. Управляемый инвертор.
6. Схемы с "открытым коллектором", "монтажное ИЛИ", возможность соединения логических элементов, минимальные и максимальные величины нагрузочных резисторов для элементов с открытым коллектором.
7. Система обозначения микросхем.
Комбинационные преобразователи логических сигналов. Дешифраторы.
Цели работы: изучение принципов построения дешифраторов для управления индикацией; синтез преобразователей кодов.
Литература: /4/, с. 38-41, 104-117, /6/, с. 124-186, /7/, с. 201 -211, /8/, с. 387-393.
2.1 Общая часть
Некоторые функции нескольких переменных встречаются достаточно часто, поэтому они нашли свое отражение в системе логических элементов 155-й серии. К числу подобных элементов можно отнести прежде всего дешифраторы-схемы, способные преобразовать логическую информацию из одного цифрового кода в другой. Двумя наиболее общими типами подобных дешифраторов являются дешифраторы типа "один-из-N" и семисегментные дешифраторы.
2.1.1 Дешифраторы "один-из-N"
В данном типе дешифраторов в каждый момент времени возможно наличие сигнала лишь на одном из выходов, причём номер выхода определяется двоичной комбинацией на соответствующих входах. Очевидно, что наиболее просто подобный дешифратор синтезирован с помощью схем совпадения, каждая из которых "настроена" на индивидуальную и единственную кодовую комбинацию.
2.1.2 Семисегментные дешифраторы
Более сложными по структуре являются устройства, осуществляющие процесс преобразования кодовых комбинаций с произвольным в общем случае числом нулей и единиц как на входе, так и на выходе. Синтез преобразователей подобного вида представляет весьма сложную задачу и распадается на два этапа:
1. Определение связей входов и выходов схем и генерация структуры системы в заданном классе базовых элементов, которая будет выполнять требуемые функции системы.
2. Решение задачи минимизации, т.е. выбор структуры системы, состоящей из минимального числа базовых элементов.
Минимизация особенно важна, если цифровая система производится серийно, когда желательно обеспечить использование минимального количества элементов. Минимизация числа элементов уменьшает стоимость и повышает быстродействие и надёжность разрабатываемой системы.
Минимизация может оказаться очень трудоёмкой процедурой, особенно при проектировании сложной системы, в связи с чем решение задачи синтеза проводится, как правило, на ЭВМ с помощью специального математического обеспечения.
Решение указанной задачи вручную проводится с учётом того, что подобные преобразователи можно представить в виде композиции стандартного дешифратора "один-из-N" (где N соответствует числу входов преобразователя), входы которого в соответствии с определённым законом подключены к выходам дешифратора.
Примеры преобразователей, выполняющих роль дешифраторов для семисегментных индикаторов, построенных на рассмотренных принципах, приведены на рис. 2.1 а,б.
Как показано на рис. 2.2, каждый из семи сегментов индикатора обозначается буквой латинского алфавита от а до g включительно. Любая цифра от 0 до 9 может быть высвечена в символьной форме на этом индикаторе, для чего необходимо включить соответствующие сегменты. Например, цифра 7 высвечивается, когда горят сегменты а, в, с.
| Таблица 2.1 | ||||||||
| 8 | 4 | 2 | 1 | 7 | 3 | 2 | 1 | |
| X4 | X3 | X2 | X1 | Y | X4 | X3 | X2 | X1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 3 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 4 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 5 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 6 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 7 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 8 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 9 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 10 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 11 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 12 | 1 | 1 | 1 | 0 |
 1 | 1 | 0 | 1 | 13 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Дешифратор | Шифратор | |||||||
| Таблица 2.2 | ||||||||
| 8 | 4 | 2 | 1 | 6 | 3 | 2 | 1 | |
| X4 | X3 | X2 | X1 | Y | X4 | X3 | X2 | X1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 3 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 4 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 5 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 6 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 7 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 8 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 9 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 10 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 11 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 12 | 1 | 1 | 1 | 1 |
