Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Обратных связей с дополнительными логическими элементами можно получить любое значение Кс<2n.




Интегральные микросхемы счетчиков. Промышленность выпускает большое количество интегральных микросхем счетчиков, построенных на транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ), эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ) и комплементар­ных полевых транзисторах (КМОП). В табл. 14.5 приведены основные типы счетчиков различных серий интегральных микросхем. Условное обозначение интегральных микросхем счетчиков состоит из обозначения серии (трех или четы­рех цифр), функционального назначения (двух букв ИЕ) и порядкового номера разработки (от одной до трех цифр).

Основные параметры интегральных микросхем счетчиков можно разделить на две группы: статические и динамические. К статическим параметрам относятся входное напряжение высокого U1вх и низкого U0вх уровней, ток потребления от источника питания, напряжение питания, коэффициент разветвления Краз и модуль счета Кс. К динамическим параметрам счетчиков относятся: время t0,1 переключе­ния из низкого уровня в высокий, время переключения t1,0 из высокого уровня в

Таблица 14.5

 

Параметры интегральных микросхем счетчиков импульсов

 

 

Наименование счетчика Тип логики Функциональное назначение Модуль счета Кс Максимальная частота fмакс, МГц
К155ИЕ5 ТТЛ Асинхронный двоичный    
К555ИЕ18 ТТЛШ Синхронный двоичный    
К155ИЕ7 ТТЛ Реверсивный двоичный    
К561ИЕ8 КМОП Счетчик Джонсона с дешифратором    
К561ИЕ11 КМОП Двоичный реверсивный    
К500ИЕ137 ЭСЛ Синхронный реверсивный десятичный    

 

 

Таблица 14.6

Параметры интегральных микросхем регистров

 

 

Наименование регистра Тип логики Функциональное назначение Максимальная тактовая частота, МГц
К155ИР1 ТТЛ Четырехразрядный сдвиговой  
К155ИР13 ТТЛ Универсальный восьмиразрядный синхронный сдвиговой  
К531ИР11 ТТЛШ Четырехразрядный сдвиговой  
К561ИР9 КМОП Четырехразрядный последовательно-параллельный  
К500ИР141 ЭЛС Универсальный четырехразрядный сдвиговой  

 

низкий и максимальная частота счета fмакс. Большинство перечисленных парамет­ров определяется серией микросхем и типом применяемой логики.

Интегральные микросхемы регистров. В наименовании регистров их функцио­нальное назначение обозначается буквами ИР. В остальном условное обозначение регистров совпадает с обозначением счетчиков. В табл. 14.6 приведены некоторые типы регистров различных серий.

 

Лекция 15. Преобразователи кодов, шифраторы и дешифраторы

Преобразователи кодов. Операция изменения кода числа называется его пере­кодированием. Интегральные микросхемы, выполняющие эти операции, называ­ются преобразователями кодов. Преобразователи кодов бывают простые и слож­ные. К простым относятся преобразователи, которые выполняют стандартные операции изменения кода чисел, например, преобразований двоичного кода в одинарный или обратную операцию. Сложные преобразователи кодов выполняют нестандартные преобразования кодов и их схемы приходится разрабатывать каж­дый раз с помощью алгебры логики.

Будем считать, что преобразователи кодов имеют п входов и k выходов. Со­отношения между п и k могут быть любыми: n = k, n<k и n>k. При преобразова­нии кода чисел с ними могут выполняться различные дополнительные операции, например, умножение на весовые коэффициенты. Примером невесового преобра­зования является преобразование двоично-десятичного кода в двоичный. Весовые преобразователи кодов используются при преобразовании числовой информации.

 

 

Интегральные микросхемы преобразователей кодов выпускаются только для наиболее распространенных операций:

· преобразователи двоично-десятичного кода в двоичный код;

· преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный код;

· преобразователи двоичного кода в код Грея;

· преобразователи двоичного кода в код управления сегментными индикато­рами;

· преобразователи двоичного или двоично-десятичного кода в код управле­ ния шкальными или матричными индикаторами.

В качестве примера рассмотрим преобразователь двоичного кода в код управления семисегментным цифровым индикатором, приведенный на рис. 15.1 а. Сам индикатор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором име­ются семь сегментов, выполненных из светодиодов. Включением и выключением отдельных сегментов можно получить светящееся изображение отдельных цифр или знаков. Конфигурация и расположение сегментов индикатора показаны на рис. 15.1 а. Каждой цифре соответствует свой набор включения определенных сег­ментов индикатора. Соответствующая таблица приведена на рис. 15.1 б. В этой таблице также приведены двоичные коды соответствующих цифр.

Такие индикаторы позволяют получить светящееся изображение не только цифр от 0 до 9, но других знаков, используемых в 8- и 16-ричной системах счис­ления. Для управления такими индикаторами выпускаются интегральные микро­схемы типов КР514ИД1, К514ИД2, К133ПП1, 176ИД2, 176ИДЗ, 564ИД4, 564ИД5 и др. Преобразователи кодов, выполненные по технологии КМОП, можно использовать не только со светодиодными индикаторами, но и с жидкокристал­лическими или катодолюминисцентными.

Шкальные индикаторы представляют собой линейку светодиодов с одним общим анодом или катодом. Преобразователи двоичного кода в код управления


 




Рис. 15.1Схема преобразователя кода для семисегментного индикатора (а) и таблица соотвествия кодов (б)

 

шкальным индикатором обеспечивают перемещение светящегося пятна, опре деля­емое двоичным кодом на адресном входе.

Матричные индикаторы представляют собой наборы светодиодов, располо­женных по строкам и столбцам. Наиболее распространенными матричними инди­каторами являются индикаторы, имеющие 5 столбцов и 7 строк (формат 5x7). Количество светодиодов в таких матричных индикаторах равно 35. Управление такими индикаторами производится путем выбора номера строки и номера стол­бца, на пересечении которых находится нужный светодиод. Примером такого матричного индикатора является прибор АЛС340А с форматом 5x7 светодиодов (рис. 15.2 а).

Для управления матричными индикаторами выпускаются микросхемы, в ко­торых положение светодиода задается номерами столбца i и строки j, причем не все комбинации i и j используются. Такие преобразователи кодов называются неполными. К ним относятся микросхемы К155ИД8 и К155ИД9 (рис. 15.2 б).

Примерами простейших преобразователей кодов, которые широко применя­ются в цифровых устройствах, являются шифраторы и дешифраторы.

Шифратором называют кодовый преобразователь, который имеет п входов и k выходов, и при подаче сигнала на один из входов (обязательно только на один) на выходах появляется двоичный код возбужденного входа. Очевидно, что число выходов и входов в полном шифраторе связано соотношением

n =2k. (15.1)

Рассмотрим принцип построения шифратора на примере преобразования 8-разрядного единичного кода в двоичный код. Схема такого шифратора приве­дена на рис. 15.3 а, а его условное схематичное обозначение — на рис. 15.3 б. Если все входные сигналы имеют нулевое значение, то на выходе шифратора будем иметь нулевой код Y 0 =Y 1 = Y 2 = 0.

Младший выход, т. е. выход с весовым коэффициентом, равным 1, должен возбуждаться при входном сигнале на любом из нечетных входов, так как все

 

 

Рис. 15.2. Устройство матричного индикатора формата 7x5 (а) и включение микросхемы К155ИД9 неполного дешифратора матричного индикатора (б)

 

 

 

 

Рис. 15.3. Схема шифратора восьмиразрядного единичного кода (а) и его условное схематическое

бозначение (б)

 

 

нечетные номера в двоичном представлении содержат единицу в младшем разря­де. Следовательно, младший выход — это выход схемы ИЛИ, к входам которой подключены все входы с нечетными номерами.

Следующий выход имеет вес два. Он должен возбуждаться при подаче сигна­лов на входы с номерами 2, 3, 6, 7, т. е. с номерами, имеющими в двоичном представлении единицу во втором разряде. Таким образом, входы элемента ИЛИ должны быть подключены к входным сигналам, имеющим указанные номера.

Старший разряд двоичного кода формируется из входных сигналов с номера­ми 4, 5, 6 и 7, т. е. из четырех старших разрядов единичного кода. Все рассмотрен­ные состояния шифратора можно увидеть в таблице, приведенной на рис. 15.1 б.

Как следует из выполненного построения, при помощи шифратора можно сократить (сжать) информацию для передачи ее по меньшему числу линий связи, так как k<n. Обратное преобразование, т. е. восстановление информации в перво­начальном виде можно выполнить с помощью дешифратора. Очевидно, что максимальное число входов шифратора не может превышать количество возмож­ных комбинаций выходных сигналов, т. е. необходимо выполнение условия n£2k (см. уравнение (15.1) для полного шифратора).

В цифровых системах с помощью шифраторов обеспечивается связь между различными устройствами посредством ограниченного числа линий связи. Так, например, в кнопочных пультах управления ввод числовых данных обычно вы­полняется в унитарном коде посредством нажатия одной из десяти кнопок, а ввод

 

данных в микропроцессор выполняется в двоичном коде. Для преобразования кода кнопочного пульта в код микропроцессора также используется шифратор «из 10 в 4». Однако, поскольку четырехразрядный двоичный код имеет не 10, а 16 возможных комбинаций, такой шифратор будет неполным.

Состояние выходов шифратора, изображенного на рис. 15.3 а, приведено в табл. 15.1. Из этой таблицы следует, что для шифраторов должно выполняться условие x i x j =0при i ¹ j.

Если сигналы, поступающие на вход шифратора, являются независимыми, что бывает, например, при нажатии одновременно нескольких кнопок на кнопоч­ном пульте управления, то условие хiхj = 0не выполняется. В этом случае каждому входу x i шифратора назначают свой приоритет. Обычно считают, что чем выше номер входа, тем выше его приоритет. В этом случае шифратор должен выдавать на выходе двоичный код числа i, если хi= 1, а на все входы x j, имеющие больший приоритет, поданы нули. Такие шифраторы называются приоритетными, напри­мер, если на входе шифратора установлен код 0011, то на выходе будет код 01.

В качестве примера рассмотрим функционирование приоритетного шифрато­ра К555ИВ1. Функционирование этого шифратора описывается табл. 15.2.

Условное схематическое изображение шифратора К555ИВ1 приведено на рис. 15.4 а. Назначение сигналов на входе шифратора: Е — сигнал включения шифратора (0 — выключен, 1 — включен). Сигналы на выходе: G — сигнал, свидетельствующий о наличии хотя бы одного возбужденного входа xi при вклю­ченном состоянии шифратора (G =1 при x i = 1, хотя бы для одного i при E =1); ЕО — сигнал разрешения, свидетельствующий об отсутствии возбужденных вхо­дов xiпри включенном состоянии шифратора (ЕО = 1 при Е=1 и х i = 0 для всех i). Таким образом, трехразрядный двоичный код можно считывать с выхода шифра­тора только при условии, что G =1. Выходной сигнал ЕО можно использовать при каскадном включении шифраторов. Схема расширенного шифратора на ИМС

 

Т аблица 15.1

Состояния выходов шифратора 8x3

 

 

X7 Х6 Х5 X4 X3 X2 X1 X0 Y2 Y1 Y0
  0.                  
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     

 

 

Т аблица 15.2






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных