Преобразовател кодов (шифраторы, мультиплексоры и т.д.)
Преобразователи кодов служат для перевода одной формы числа в другую. Их входные и
выходные переменные однозначно связаны между собой. Эту связь можно задать таблицами
переключений или логическими функциями.
Шифратор преобразует одиночный сигнал в n-разряднь двоичный код. Наибольшее
применение он находит в устройствах ввода информации (пультах управления) для
преобразования десятичных чисел двоичную систему счисления. Предположим, на пульте десять
клавишей с гравировкой от 0 до 9. При нажатии любой из них на вход шифратора подаётся
единичный сигнал (ХО-Х9). На выходе шифратора должен появиться двоичный код (Y1, Y2,...)
этого десятичного числа. Как видно из таблиц переключений, в этом случае нужен
преобразователь с десятью входами и четырьмя выходами.
| Двоичное число |
Y8 |
Y4 |
Y2 |
Y1 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
| 2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
| 3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
| 4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
| 5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
| 6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
| 7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
| 8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
| 9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
На выходе Y1 единица появляется при нажатии любой нечетной клавиши X1, ХЗ, Х5. Х7. Х9, т.
е. Y1=Х1/ХЗ/Х5/Х7/Х9. Для остальных выходов логические выражения имеют вид:
Y2=Х2/ХЗ/Х6/Х7; Y4==Х4/Х5/Х6/Х7; Y8=Х8/Х9. Следовательно, для шифратора
понадобятся четыре элемента ИЛИ: пятивходовый, два четырехвходовых и двухвходовый
рисунок 1.
Рисунок 1
Дешифратор преобразует код, поступающий на его входы, в сигнал только на одном из
его выходов. Дешифраторы широко применяются в устройствах управления, в системах
цифровой индикации, для построения распределителей импульсов по различным цепям и т. д.
Условное обозначение дешифратора на микросхеме К155ИД1 с десятью выходами для
дешифрования одного разряда двоично-десятичного кода 8421 и часть его принципиальной
схемы приведены на рисунке 2. 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 «1 из 10», К155ИДЗ—В код «1 из 16». Цоколёвка этих микросхем приведена на рисунке 2 и
3.
Рисунок 2
Дешифратор на микросхеме К155ИД1 предназначен для работы с декадными газоразрядными
индикаторами. Его выходы подключают непосредственно к катодам (имеющим форму
десятичных цифр) газоразрядного индикатора анод которого через резистор подключен к
источнику питания напряжением 200—250 В. Выходные сигналы этой микросхемы отличаются
от ТТЛ уровней и поэтому для подключения к ней других микросхем приходится применять
дополнительные устройства согласования.
Рисунок 3
Микросхема К155ИД4 состоит из двух дешифраторов на 4 с объединенными адресными входами
(выводы 3 и 13) и раздельными входами стробирования. Стробированием называется выделение
сигнала в определенный момент времени. В данном случае - это появление выходного сигнала в
момент, когда на входах стробирования есть разрешающие уровни. Если на обоих входах А1 и
А2 будут низкие уровни, то на выходе верхнего по схеме дешифратора, номер которого
соответствует эквиваленту входного кода, будет низкий уровень. Для нижнего (по схеме)
дешифратора необходимо необходимо условий: А3==1 и А4==0. На рисунке 3,б показано, как
эту микросхему можно использовать в качестве дешифратора на восемь выходов со входом
стробирования.
Дешифратор на микросхеме К155ИДЗ имеет четыре входа для приема чисел в коде 8421 и 16
выходов. Два входа стробирования (для передачи сигнала на А1 и А2 необходимо подать низкие
уровни) позволяют объединить микросхемы для получения дешифраторов на 32 выхода рисунок
4, 64 выхода (потребуется четыре микросхемы) и т. д.
Рисунок 4
Преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора. Числа на табло
и пультах индицируются, как правило, в десятичном коде. Для этого можно использовать
дешифратор на микросхеме К155ИД1 совместно с газоразрядным индикатором, Однако
применение таких индикаторов в радиолюбительской практике нежелательно из-за сравнительно
высокого напряжения источника питания (200 В). Сейчас широкое распространение получили
так называемые семи сегментные светодиодные и жидкокристаллические индикаторы, которые
работают при тех же напряжениях, что и микросхемы. В них индикация осуществляется семью
элементами, как показано на рисунке 5. Подавая управляющее напряжение на отдельные
элементы индикатора и вызывая его свечение (светодиодные индикаторы) или изменяя его
окраску (жидкокристаллические индикаторы), можно получить изображение десятичных цифр 0,
1,..., 9. О конкретных типах семисегментных индикаторов я расскажу дальше.
Преобразование двоично-десятичного кода в код семисегментного индиктора показано в
таблице. Цоколёвка некоторых микросхем – преобразователей кода 8421 в семисегментный
показана на рисунок.
Рисунок 5
Не микросхемы серии К514 поступают входные сигналы уровней ТТЛ. Сигнал Г служит для
гашения индикации напряжением низкого уровн. При нормальной работе уровень сигнала Г=1.
Дешифратор на микросхеме К514 работает со светодиодными индикаторами, имеющими
раздельные аноды, на К514ИД2 - с раздельными катодами. Дешифратор К514ИД2, подключают
к индикаторам через токоограничительные резисторы (200-500 Ом) в первый имеет такие
резисторы в своем корпусе.
| Цифра |
8 |
4 |
2 |
1 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
| 3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
| 4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
| 5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
| 6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Микросхемы К176ИД2 и К176ИДЗ являются преобразователями кода с выходным регистром
памяти. Запись информации в память происходит по фронту тактого сигнала, подаваемого на
вход S (при этом сигнал на входе К=0). Если К=1, дешифратор блокируется. Выходной код этих
дешифраторов прямой при М=0 и обратный при М=1. Дешифраторы предназначен для работы с
жидкокристаллическими и люминесцентными индикаторами. Они могут работать и со
светодиодными индикаторами при напряжении источника питания 9 – 12V с пониженной
яркостью свечения (из-за ограничения тока до 2-3 мА).
Мультиплексор узел, осуществляющий параллельных цифровых кодов в
последовательные. Его применяют для последовательного опроса заданного числа
информационных сигналов и передачи их на один выход.
Рисунок 6
Условное обозначение мультиплексора с четырьмя информационными входами и его
принципиальная схема показана на рисунке 6. На выход Q такого устройства передаётся
логический уровень того информационного входа Di, номеркоторого i d двоичном
коде задан на адресных входах A1 A2. Из принципиальной схемы следует что:
Q=D0(-A1)(-A2)/D1A1(-A2)/D2(-A1)A2/D3A1A2.
Число информационных входов может быть увеличено, но при этом увеличится и разрядность
адреса.
Добавил: Павел (Admin) [email protected] |
Автор: GIG http://cxem.net
