Дослідження роботи кодуючих і декодуючих пристроїв

Ціль роботи - вивчення принципів роботи, методів синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв на основі інтегральних мікросхем, придбання навиків і уміння побудови і перевірки працездатності схем, які досліджуються.

Теоретичні відомості

Принципи роботи і методи синтезу кодуючих і декодуючих пристроїв (шифраторів і дешифраторів) приведені у книгах (4, 6, 7).

Кодерами (шифраторами) і декодерами (дешифраторами) називаються пристрої для перетворення вхідних кодів у вихідні. Найбільш часто використовуються двійкові кодери і декодери. Двійкові кодери перетворюють код "1 з N" в двійковий код. При подачі рівня логічної одиниці на один з N входів кодера на його виходах формується двійковий код, що відображає номер цього входу. Одне з основних застосувань кодера - введення даних з клавіатури, при якому натиск клавіші з десятковою цифрою повинно призводити до передачі на пристрій двійкового коду даної цифри. Повний кодер має N входів і n виходів. Причому N=2ⁿ.

Двійковим декодером називається цифровий логічний пристрій, який перетворює двійковий вхідний код у вихідний код "1 з N". Кожному значенню двійкового коду на входах декодера відповідає рівень логічної одиниці на одному з N виходів. Існують декодери, де на "обраному" виході встановлюється рівень логічного нуля - на інших - логічна одиниця. Декодер використовують, як правило, для перетворення двійкового коду числа в сигнал управління (0 або 1) на відповідній шині того чи іншого пристрою. Методика побудови кодуючих та декодуючих пристроїв аналогічна методиці, яка розглянута в роботі 1 при вивченні основ синтезу комбінаційних логічних схем.

На рис. 8.1, як приклад декодування 4-х розрядного двійкового коду, показана схема управління роботою двох декодерів К155ІД7. Принцип роботи схеми: перші 7 вхідних імпульсів декодуються декодером DD2, робота декодера DD3 при цьому заборонена по верхньому входу дозволу. Після приходу восьмого імпульсу робота декодера DD2 забороняється по інверсному входу дозволу, а декодера DD3 дозволяється по прямому входу дозволу.

 

 

 

Рисунок 8.1 – Схема управління декодером

 

Робота пристрою пояснюється часовими діаграмами, зображеними на рис. 8.2.

 

 

Рисунок 8.2 – Часові діаграми роботи схеми управління декодером

 

Завдання і порядок виконання роботи

 

1. Вивчити принципи роботи і методи синтезу кодуючих та декодуючи пристроїв, виконаних на основі інтегральних мікросхем. Скласти логічні рівняння і схеми кодерів та декодерів. Вивчити довідкові дані інтегральних кодерів і декодерів ТТЛ і КМОН структури (К155ІД1, ІД3, ІД4, К561ІД1, ІД4).

Скласти таблицю істинності, логічне рівняння і схему кодера для вхідного коду "1 з 3" на елементах "АБО" і "І-НЕ".

Вивчити паспортні дані інтегрального декодера К155ІД7, скласти схему паралельної роботи двох декодерів і схему управління роботою двох декодерів, використовуючи при необхідності збільшення кількості декодуючих вхідних двійкових розрядів. Збудувати для зазначених схем часові діаграми роботи.

Вивчити схеми виконання декодерів з різноманітними елементами відображення цифрової і літерної інформації (цифрові неонові індикатори, світлодіоди і світлодіодні матриці, вакуумні люмінесцентні рідиннокристалеві індикатори).

2. З елементів, існуючих на стенді, зібрати схему кодера для вхідного коду "1 з 3" на елементах "І-НЕ" і перевірити правильність її функціонування.

3. Зібрати послідовно схеми паралельної роботи двох декодерів, і схему управління роботою двох декодерів К155ІД7 при декодуванні 4-х розрядного двійкового коду. Зняти осцилограми і збудувати часові діаграми роботи зазначених схем.

4. Зібрати схему розподільника імпульсів з використанням декодерів з кількістю виходів від 3 до 15 в циклічному і «старт-стопному» режимі.

 

Зміст звіту

 

У звіті повинні бути представлені умовні позначки кодерів і декодерів, схеми, що досліджуються, виміряні параметри, часові діаграми, що ілюструють їх роботу, результати досліджень, висновки.

 

 

Лабораторна робота №9