Шифратори і перетворювачі кодів

Шифратори і перетворювачі кодів – це комбінаційні схеми, призначені для перетворення числової інформації з однієї двійкової форми в іншу.

Розглянемо побудову методом синтезу логічного пристрою перетворювача, призначеного для керування семисегментним індикатором, що висвітлює десяткові цифри (0 ¸ 9). Індикатор складається з семи сегментів, кожний з яких керується окремою логічною схемою. Схема керування кожним сегментом реалізує логічну функцію у _і (х ₁, х ₂, х ₃, х ₄ ), де х ₁, х ₂, х ₃, х ₄ – розряди вхідного слова, яке є кодом символу, що відтворюється індикатором. Сукупність логічних схем керування сегментами і уявляє собою шифратор або перетворювач кодів.

Відповідність функцій у _і і сегментів та перелік символів, які повинен створювати індикатор, показані на рис. 1.

Рис. 1. Семисегментний індикатор.

Складемо таблицю відповідності комбінацій вхідних – х ₁ ¸ х ₄ і комбінацій вихідних – у ₁¸ у ₇ сигналів. При подачі коду десяткової цифри 0 (двійковий код – 0000) повинні світитись сегменти, що керуються функціями у ₁, у ₂, у ₃, у ₄, у ₅, у ₆, тобто значення цих функцій – 1; при подачі коду десяткової цифри 1 (двійковий код – 0001) повинні світитись сегменти, що керуються функціями у ₂, у ₃; при подачі коду цифри 2 (двійковий код – 0010) повинні світитись сегменти, що керуються функціями у ₁, у ₂, у ₄, у ₅, у ₇ і т.д.

Таблиця 16. Таблиця відповідності символу, його коду та значень логічних функцій у _і.

Символ (цифра)

Двійковий код (вхідні сигнали)

Значення сигналів, що керують сегментами (вихідні сигнали)

х 4

х 3

х 2

х 1

у 1

у 2

у 3

у 4

у 5

у 6

у 7

Тепер треба дати відповідь на питання: коли повинен світитись сегмент, що керується функцією у ₁? Відповідь: коли буде поданий код 0000, або 0010, або 0011, або 0101, або 0110, або 0111, або 1000, або 1001. Цю відповідь треба записати у вигляді логічного виразу, тобто у вигляді перемикаючої функції:

у ₁= ` х <sub>1</sub> ` х ₂ ` х <sub>3</sub> ` х ₄ Ú ` х <sub>1</sub> ` х ₂ х ₃ ` х <sub>4</sub> Ú ` х ₁ ` х <sub>2</sub> х <sub>3</sub> х <sub>4</sub> Ú ` х ₁ х ₂ ` х <sub>3</sub> х <sub>4</sub> Ú ` х ₁ х ₂ х ₃ ` х <sub>4</sub> Ú ` х ₁ х ₂ х ₃ х ₄ Ú х ₁ ` х <sub>2</sub> ` х ₃ ` х <sub>4</sub> Ú х <sub>1</sub> ` х ₂ ` х ₃ х ₄.

Після спрощення логічного виразу (існують певні способи спрощення логічних виразів), отримаємо кінцеву функцію

Отримана функція дозволяє підібрати логічні елементи і визначити схему їх з’єднання. Ця схема може мати вигляд, наведений на рис. 2.

Аналогічно визначаються схеми для керування іншими сегментами. Сукупність цих схем уявляє собою шифратор, що перетворює код х ₁ х ₂ х ₃ х ₄ в код у ₁ у ₂ у ₃ у ₄ у ₅ у ₆ у ₇.

Викладений спосіб індикації певних символів на семисегментному індикаторі передбачає використання апаратурних засобів – шифраторів. На відміну від такого способу в МП-системах можна використовувати програмне перетворення кодів для керування засвітлюванням сегментів індикатора. Приклад реалізації такого програмного керування розглянутий в короткій інформації до лабораторної роботи № 10.