Xf

hffir

Уз

a)

Рис. 4.28. Шифратор

а - функциональная схема; б - условное обозначение

Рис. 4.29. Дешифратор

Кодопреобразователи предназначены для преобразования т-элементного параллельного кода на входе и я-элементный параллельный код на выходе. На рис. 4.30 приведен преобразователь кода 8 - 4 - 2 - 1 в код управления семисегментным индикатором (при 1 сегмент «горит»), выполненный в виде микросхемы К514ИД1.

Таблица 4.8

Другие примеры - микросхемы 133ПП4. К514ИД2, предназначенные для управления семисегментным полупроводниковым индикатором типа АЛ304. В ряде серий, например К176, имеются микросхемы счетчиков с встроенным кодопреобразователем на выходе.

Существует еще один способ построения кодопреобразователя - соединение дешифратора и шифратора. Этот способ целесообразно применять тогда, когда удается подобрать микросхемы повышенного уровня интеграции, содержащие шифратор и дешифратор с заданными кодами. В частном случае длина кодов может быть одинаковой.

Устройство сравнения (цифровой компаратор) предназначено для сравнения двух многоразрядных двоичных чисел. В простейшем случае требуется лишь установить факт равенства чисел А и В. Такая задача

возникает, например, при сравнении постоянного числа A с числом B, которое в каждый очередной такт изменяет свое значение на 1 (увеличивается или уменьшается). В момент, когда числа А к В становятся равными, на выходе устройства сравнения возникает сигнал - переход из 0 в 1 или из 1 в 0.

Ас

Х/У

a,-tuts St- h

f

1ША

-р

Рис. 4.30. Преобразователь управления индикатором

Рис. 4.31. Цифровой компаратор

двоично-десятичного кода в семиэлементпый код для

Для определения момента, когда A=B, производится поразрядное суммирование по модулю 2. При я-разрядных числах устройство состоит из n сумматоров по модулю 2, выходы которых подключены к элементу ИЛИ. Только при совпадении значений всех разрядов чисел А и В на выходах всех сумматоров будет 0. Если же числа отличаются хотя бы в одном разряде, на выходе соответствующего сумматора и, следовательно, на общем выходе будет 1.

При применении элемента ИЛИ - НЕ, наоборот, равенству чисел соответствует выходной сигнал 1.

От таких устройств обычно требуется высокое быстродействие. Выходной сигнал должен появиться и произвести нужное действие в том же такте, т. е. до очередного изменения числа В. Схема для я=5 при использовании быстродействующих элементов серии К137 - полусумматоров (К137ИЛЗ) и элемента ИЛИ - НЕ/ИЛИ (К137ЛК18) приведена на рис. 4.31. При А - В, F=1. В полусумматорах здесь использованы только выходы суммы, т. е. они применены в качестве сумматоров по модулю 2.

В некоторых устройствах, предназначенных для обработки цифровой информации, находит применение узел сравнения чисел с определением знака неравенства, т. е. А>В или A<B. Устройство в этом случае получается более сложным. Число входов его равно 2и, а число выходов 3: Fb, Fa=b,

Устройство сравнения выполняют и в виде отдельных микросхем. Так, например, микросхема К564ИП2 позволяет сравнивать два четырехразрядных числа с определением знака неравенства. Условное обозначение такой микросхемы приведено на рис. 4.32.

Н at

}А-В А<8

Рис. 4.32. Цифровой компаратор К564ИП2

Рис. 4.33. Мультиплексор

Устройство сравнения обладает свойством наращиваемости. Для сравнения, например, восьмиразрядных чисел можно применить две четырехразрядных схемы. Для этой цели в микросхеме К564ИП2 предусмотрены три дополнительных входа: А>В, а=В, A<B, к которым подводятся соответствующие выходы микросхемы, выполняющей сравнение младших разрядов.

Мультиплексором называется управляемый кодом коммутатор нескольких входов на один выход. Мультиплексор имеет две группы входов. К первой труппе входов подводят каналы, по которым передается информация. На входы второй группы (управляющие) одновременно подают кодовую комбинацию, в

соответствии с которой тот или иной информационный вход подключается к выходу.

Таблица 4.9

Мультиплексор представляет собой дешифратор с объединенными выходами. К каждому элементу И дешифратора (число их равно числу коммутируемых каналов) подводятся переменные управляющего кода и соответствующий канал. Они, таким образом, служат одновременно и коммутирующими элементами. Выходы всех элементов И объединяются элементом ИЛИ либо ИЛИ-НЕ.

На рис. 4.33 изображена схема мультиплексора на восемь входов, управляемого трехэлементным кодом. Работа этого узла отображается табл. 4.9. Каждый набор переменных xi, х2, xs обеспечивает подключение к выходу соответствующего входа. Наличие инвертора, имеющего выход F, не обязательно, если фаза коммутируемых сигналов не имеет значения. Мультиплексор может быть реализован и на элементах И - ИЛИ -

НЕ.

Мультиплексоры, подобные рассмотренному,, выпускают в виде микросхем. Примерами могут служить микросхемы 134KTI5, 133КП7 и др.

Мультиплексоры могут быть стробируемыми. В них коммутация выбранного канала осуществляется не на все время, в течение которого на управляющих входах действует данная кодовая комбинация, а лишь на время, равное длительности стробирующего импульса. Этот импульс так же как и в дешифраторах подается на дополнительные входы элементов И. Такой мультиплексор на восемь каналов содержит, например, микросхема

133 КП7.

4.5. РЕГИСТРЫ И СЧЕТЧИКИ

Регистры и счетчики являются цифровыми узлами последова-тельностного типа: они строятся на основе триггеров и имеют ту особенность, что их состояние оказывается зависимым не только от сигналов, воздействующих на входы в данный момент времени, но также и от предыдущих состояний. Иными словами, регистры и счетчики относятся к цифровым автоматам с памятью. Эти узлы могут быть реализованы на интегральных триггерах, а также в виде микросхемы повышенного уровня интеграции [14, 34, 35, 36, 37].

Регистром называют цифровой узел, предназначенный для записи и хранения числа. Помимо хранения информации некоторые виды регистров могут преобразовывать информацию, например, из последовательной во времени формы представления в параллельную, сдвигать записанную информацию на один или несколько разрядов в сторону младшего разряда (вправо) или старшего разряда (влево), инвертировать код.

В соответствии с назначением различают регистры хранения и регистры сдвига.

«к

! i mvj

№-tf

°!1-!

\Slc3

Запись

Й2 4

Уст.О Считывание в прямом поде

Считывание в обратит новв

Рис. 4.34. Регистр хранения:

а - функциональная схема; б - условное обозначение

По принципу хранения информации регистры делят на статические и динамические. Статические регистры строят на потенциальных элементах памяти (триггерах), которые могут хранить записанную информацию сколь