9.5. Шифраторы и дешифраторы

Шифраторы (кодеры) используются чаще всего для преобразования десятичных чисел в двоичный или двоично-десятичный код, например, в микрокалькуляторах, в которых нажатие десятичной клавиши соответствует генерации соответствующего двоичного кода. Поскольку возможно нажатие сразу нескольких клавиш, в шифраторах используется принцип приоритета старшего разряда, т.е. при нажатии клавиш 9, 5 и 2 на выходе шифратора будет генерироваться код 1001, соответствующий цифре 9. Следует отметить, что шифраторы как отдельный класс функциональных устройств представлены в наиболее богатой ТТЛ-серии всего двумя ИМС — 74147 и 74148, причем последняя ИМС имеется и в библиотеке программы EWB. Ее схема включения показана на рис. 9.20.

Назначение выводов ИМС 74148: О...7 — входы; АО, Al, A2 — выходы; El — вход разрешения; ЕО, GS — выходы для каскадирования шифраторов. При моделировании необходимо обратить внимание на реализацию принципа приоритета, при этом следует учесть, что все входы и выходы — инверсные (на функциональной схеме ИМС в программе EWB они ошибочно показаны прямыми).

Режимы работы используемого в схеме на рис. 9.20 генератора слова показаны на рис. 9.21.

Дешифратор (декодер) — устройство с несколькими входами и выходами, у которого определенным комбинациям входных сигналов соответствует активное состояние одного из выходов, т.е. дешифратор является обращенным по входам де-мультиплексором, у которого адресные входы стали информационными, а бывший информационный вход стал входом разрешения. Поэтому часто дешифраторы называют дешифраторами-демультиплексорами и наоборот.

Дешифраторы и демультиплексоры •в виде серийных ИМС средней степени интеграции широко используются в информационно-измерительной технике и микропроцессорных системах управления, в частности, в качестве коммутаторов-распределителей информационных сигналов и синхроимпульсов, для демультиплексирования данных и адресной логики в запоминающих устройствах, а также для преобразования двоично-десятичного кода в десятичный с целью управления индикаторными и печатающими устройствами.

Дешифраторы как самостоятельные изделия электронной техники имеют 4, 8 или 16 выходов. Если требуется большее число выходов, дешифраторы наращиваются в систему [8].

В качестве примера на рис. 9.22 приведена схема включения дешифратора 74154 (отечественный аналог К155ИДЗ). ИМС 74154 имеет четыре адресных входа А, В, С, D, два входа разрешения Gl, G2 и шестнадцать выходов О... 15 (выходы не прямые, как ошибочно обозначено в EWB, а инверсные, т.е. в исходном состоянии на выходах сигнал логической единицы). В режиме дешифратора с генератора слова на входы Gl, G2 подается 0, а на адресные входы — код в диапазоне 0000...1111. В режиме демультиплексора один из разрешающих входов, например Gl, используется в качестве информационного. Информационный сигнал в виде логического 0 с этого выхода распределяется по выходам О... 15 в соответствии с состоянием адресных входов, т.е. режимы дешифратора и демультиплексора практически неразличимы.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое шифратор, при решении каких задач он используется?

2. Меняя кодовые комбинации в генераторе слова схемы на рис. 9.20, покажите, в чем заключается смысл слова "приоритетный" в названии шифратора типа 74148.

3. При решении каких задач цифровой техники используется дешифратор?

4. Подготовьте выходные кодовые комбинации генератора слова в схеме на рис. 9.22, обеспечивающие поочередное включение светоиндикаторов на выходе дешифратора, начиная с выхода 0.

5. Переведите дешифратор в схеме на рис. 9.22 в режим демультиплексора и выполните задание по п. 4.