Лабораторная работа №4 «Работа в Electronics Workbench. Шифраторы и дешифраторы»

1. Цель работы:

1.1. Изучить принцип работы устройств кодирования и декодирования информации.

2. Общие сведения.

Шифратор

Рис. 11.1. Цифровые элементы «Electronics Workbench».

Шифраторы и дешифраторы являются основными устройствами преобразования информации. При этом шифратор преобразует код «1 из N» в двоичный код, а дешифраторы, наоборот, из двоичного кода в код «1 из N». Так как число разрядов двоичного числа меньше N, условно такую операцию можно назвать сжатием данных. Шифратор и дешифратор являются КЦУ, т.к. не имеют элементов памяти. Поэтому для них существует возможность задания связи выходного сигнала с входным в виде таблицы истинности, или же логической функции.

Для синхронизации выходных сигналов этих преобразователей тактовыми импульсами используют дополнительные входы. Такие преобразователи называются стробируемыми. Стробирование – это выделение сигнала в определенный момент времени.

а) условное обозначение; б) стробирование по выходу;

в) стробирование по входу.

Рис. 11.2. Дешифратор «1 из 8».

Сфера применения дешифраторов – устройства индикации, управления, коммутаторы, служащие для распределения сигнала по различным цепям.

Различают полные и неполные дешифраторы (рис. 11.2, табл. 11.1). Число выходов у полного дешифратора N_вых = 2ⁿ, а у неполного N_вых < 2ⁿ, где n – число двоичных разрядов (входов). Существует два способа стробирования дешифраторов: введением дополнительного входа в каждый элемент (стробирование по выходу – рис. 11.2, б) и блокирование всех элементов через одну из выходных цепей (стробирование по входу – рис. 11.2, в).

Таблица 11.1. Таблица истинности дешифратора «1 из 8».

Входная кодовая комбинация	Сигнал на выходе
C	x1	x2	x3	Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
	Любые комбинации нулей и единиц

Шифратор – это КЦУ, которое преобразует код «1 из N» в двоичный код. Полный шифратор имеет 2ⁿ входов и n выходов. Сфера применения шифраторов – ввод данных с клавиатуры, при котором нажатие на клавишу с десятичной цифрой должно приводить к передаче в устройство этой цифры в двоичном коде. При нажатии любой из десяти цифровых клавиш единица появляется только на одном из десяти входов шифратора X₀, X₁,…, X₉. На выходе шифратора должен появиться двоичный код (y₀y₁y₂y₃) введенного десятичного числа. Из табл. 11.3 видно, что в этом случае нужен преобразователь с десятью входами и четырьмя выходами, т.е. так называемый шифратор «10-4».

На выходе y₀ единица должна появиться при нажатии любой нечетной клавиши (X₁, X₃,X₅,X₇,X₉), т.е.

;

;

;

.

Таблица 11.3. Таблица истинности шифратора«10 - 4».

Десятичное число

Сигнал на входе

Выходная кодовая комбинация

X0

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

y3

y2

y1

y0

3. Задания для выполнения лабораторной работы.

3.1. Реализовать дешифратор «1 из 8» в соответствии с таблицей истинности табл. 11.1, проверить правильность его работы.

3.2. Реализовать преобразователь двоично-десятичного кода в код «3 из 5» в соответствии с таблицей истинности табл. 11.2, проверить правильность его работы.

3.3. Реализовать шифратор «10 - 4» в соответствии с таблицей истинности табл. 11.3, проверить правильность его работы.

Ход выполнения работы должен быть отражен в отчете по выполнению лабораторной работы.

4. Контрольные вопросы.

1. Что называется шифратором?
2. Что называется дешифратором?

3. Что такое стробирование?

4. Что называется полным и неполным дешифратором?

5. Что называется полным шифратором?