51307

Шифраторы

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: изучение принципов построения дешифратора и шифратора путем осуществления следующих действий: составление таблицы истинности работы логического устройства; составление логического выражения в соответствии с составленной таблицей истинности и его минимизация; составление схемы электрической функциональной синтезируемого устройства в соответствии с составленным логическим выражением с помощью эмулятора; проверка работоспособности схемы по таблице истинности с помощью эмулятора; Шифратором называется устройство...

Русский

2014-02-09

82 KB

32 чел.

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

им. В.И. Ульянова (Ленина)

кафедра САПР

Схемотехника

Лабораторная работа по теме

«Шифраторы»

Выполнил: Лебедь П.В.

                                                                                                                    Факультет: КТИ

Группа: 1361

Преподаватель: Фахми Ш.С.

Санкт-Петербург 2013г.

  1.  Цель работы: изучение принципов построения дешифратора и шифратора путем осуществления следующих действий:

 составление таблицы истинности работы логического устройства;

 составление логического выражения в соответствии с составленной таблицей истинности и его минимизация;

 составление  схемы электрической функциональной синтезируемого устройства в соответствии с составленным логическим выражением с помощью эмулятора;

 проверка работоспособности схемы по таблице истинности с помощью эмулятора;

  1.  Шифратором называется устройство, преобразующее сигнал логической единицы на одном из входов в соответствующую кодовую комбинацию выходных сигналов.

Комбинационные микросхемы выполняют более сложные функции, чем простые логические элементы. Их входы объединены в функциональные группы и не являются полностью взаимозаменяемыми. Например, любые два входа логического элемента И-НЕ совершенно спокойно можно поменять местами, от этого выходной сигнал никак не изменится, а для комбинационных микросхем это невозможно, так как у каждого входа — своя особая функция.

Объединяет комбинационные микросхемы с логическими элементами то, что они не имеют внутренней памяти. То есть уровни их выходных сигналов всегда однозначно определяются текущими уровнями входных сигналов и никак не связаны с предыдущими значениями входных сигналов. Любое изменение входных сигналов обязательно изменяет состояние выходных сигналов. Именно поэтому логические элементы иногда также называют комбинационными микросхемами, в отличие от последовательных (или последовательностных) микросхем, которые имеют внутреннюю память и управляются не уровнями входных сигналов, а их последовательностями.

Строго говоря, все комбинационные микросхемы внутри построены из простейших логических элементов, и эта их внутренняя структура часто приводится в справочниках. Но для разработчика цифровой аппаратуры эта информация обычно лишняя, ему достаточно знать только таблицу истинности, только принцип преобразования входных сигналов в выходные, а также величины задержек между входами и выходами и уровни входных и выходных токов и напряжений. Внутренняя же структура важна для разработчиков микросхем, а также в тех редчайших случаях, когда надо построить новую комбинационную микросхему из микросхем простых логических элементов.

Состав набора комбинационных микросхем, входящих в стандартные серии, был определен исходя из наиболее часто встречающихся задач. Требуемые для этого функции реализованы в комбинационных микросхемах наиболее оптимально, с минимальными задержками и минимальным потреблением мощности. Поэтому пытаться повторить эту уже проделанную однажды работу не стоит. Надо просто уметь грамотно применять то, что имеется.

Шифратор (ШР) решает задачу, обратную схемам ДШ, т. е. по номеру входного сигнала формирует однозначную комбинацию выходных сигналов. Номер входного сигнала определяется присутствием логической единицы на соответствующем входе (только одном).

Шифраторы – устройства, осуществляющие преобразование десятичных чисел в двоичный код. Шифратор содержит mвходов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0,1,2, ..., m-1) и n выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного кода, соответствующего номеру возведенного входа (таблица 3.5). Шифраторы широко используются в разнообразных устройствах ввода информации в цифровые системы.

Двоичные шифраторы преобразуют код «1 из N» в двоичный код, т. е. выполняют микрооперацию, обратную микрооперации дешифраторов. При возбуждении одной из входных цепей шифратора на его выходах формируется слово, отображающее номер возбужденной цепи.

Кодирующие устройства (шифраторы) представляют собой преобразователи, в которых на выходе в цифровой форме представляются воспринимаемые ими перемещения. Угловые перемещения воспринимаются угловым или поворотным, а линейные - линейным кодирующим устройством. Поворотные шифраторы применяются в системах автоматизации как датчики для определения углов, положения, скорости и ускорения.

3.)  Таблица истинности восьмиричного шифратора (кодера)

Входы

Выходы

№ комбинации

1

2

3

4

5

6

7

A2

A1

A0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

2

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

3

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

4

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

5

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

6

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

7

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

На основании таблицы для каждого выхода шифратора можно записать следующие логические выражения:

4) Схема.

5) Синтез схемы

Засада

6) Временная диаграмма

7) Схема подключения и проверка

Одновременное или почти одновременное изменение сигналов на входе шифратора приводит к появлению периодов неопределенности на выходах. Выходной код может на короткое время принимать значение, не соответствующее ни одному из входных сигналов. Поэтому в тех случаях, когда входные сигналы могут приходить одновременно, необходима синхронизация выходного кода, например, с помощью разрешающего сигнала EI, который должен приходить только тогда, когда состояние неопределенности уже закончилось.

Задержка шифратора от входа до выхода кода примерно в полтора раза превышает задержку логического элемента, а задержка до выхода GS — примерно в два раза больше. Точные величины задержек микросхем надо смотреть в справочниках

8) Итак, в данной лабораторной работе  рассмотрены основы программирования на VHDL и получена работоспособная, синтезируемая модель приоритетного  8-разрядного шифратора/дешифратора . Эту модель можно совершенствовать, изменять число и функциональность портов ввода-вывода и т.п.

Были получены навыки разработки на языке VHDL.

ДЕШИФРАТОР
Дешифраторы. Это комбинационные схемы с несколькими входами и выходами, преобразующие код, подаваемый на входы в сигнал на одном из выходов. На выходе дешифратора появляется логическая единица, на остальных — логические нули, когда на входных шинах устанавливается двоичный код определённого числа или символа, то есть дешифратор расшифровывает число в двоичном, троичном или k-ичном коде, представляя его логической единицей на определённом выходе. Число входов дешифратора равно количеству разрядов поступающих двоичных, троичных или k-ичных чисел. Число выходов равно полному количеству различных двоичных, троичных или k-ичных чисел этой разрядности.

Для n-разрядов на входе, на выходе 2n, 3n или kn. Чтобы вычислить, является ли поступившее на вход двоичное, троичное или k-ичное число известным ожидаемым, инвертируются пути в определённых разрядах этого числа. Затем выполняется конъюнкция всех разрядов преобразованного таким образом числа. Если результатом конъюнкции является логическая единица, значит на вход поступило известное ожидаемое число.

Из логических элементов являющихся дешифраторами можно строить дешифраторы на большое число входов. Каскадное подключение таких схем позволит наращивать число дифференцируемых переменных.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42246. Создание объектов в языке JavaScript, регулярные выражения и обработка ошибок 496.5 KB
  Опции шаблона регулярного выражения Опция Назначение g Глобальный поиск т. Свойства объекта Regulr Expression Имя Значение Тип возвращаемого значения Возможность изменения globl Состояние опции g true включена или flse выключена Только для чтения ignoreCse Состояние опции i true включена или flse выключена Только для чтения multiline Состояние опции m true включена или flse выключена Только для чтения source Копия строки шаблона регулярного выражения Строка Только для чтения lstIndex Позиция того символа в строке с которой...
42247. Программирование на языке JavaScript (использование средств объектной модели документа) 217 KB
  Целью работы является приобретение навыков использования свойств и методов предоставляемых объектной моделью документа DOM и средств обработки событий для создания интерактивных Webстраниц с использованием языка сценариев JvScript. Программное обеспечение: операционная система Windows Webбраузер Internet Explorer версии 6. их представление в виде объектов с заданными свойствами и запрограммированными методами должна выполняться производителем Webбраузера. form select Выделяет содержимое области типа text file или...
42248. Использование форм в Web-страницах. Вставки форм в Web-страницах 267.5 KB
  Использование форм в Webстраницах Целью работы является знакомство с элементами вставки форм в Webстраницах. Программное обеспечение: операционная система Windows Webбраузер Internet Explorer версии 6. Модуль Bsic Forms Формы HTML первоначально были предназначены для пересылки данных от удаленного пользователя к Webсерверу.
42249. Работа с объектом window, анимация. Создание интерактивных Web-страниц с использованием языка сценариев JavaScript 165 KB
  Целью работы является овладение навыками работы с окнами типа window при создании интерактивных Webстраниц с использованием языка сценариев JvScript. Программное обеспечение: операционная система Windows Webбраузер Internet Explorer версии 6. Объект window в JvScript Все Webбраузеры выводят пользователям Webстраницы в окне дисплея. Объект window представляет текущее окно Webбраузера или отдельный фрейм если окно разделено на фреймы.
42250. Організація виконання вантажних операцій 540.5 KB
  Структура управління вантажними операціями на залізничному транспорті. Вибір раціонального варіанта механізації навантажувально-розвантажувальних робіт. Основні параметри вантажно-розвантажувальних машин. Показники надійності вантажно-розвантажувальних машин. Застосування і класифікація навантажувачів...
42251. ЭЛЕКТРОМАГНИТ ПОСТОЯННОГО ТОКА 66 KB
  При протекании тока по обмоткам электромагнита создается электромагнитная сила притягивающая магнитную систему к неподвижному якорю. Сила тяги электромагнита через рамку 6 воздействует на пружину 7 которая действует на индикатор перемещения поворачивая стрелку 8. Питание электромагнита осуществляется от источника 220 В через трансформатор Тр и двухполупериодный выпрямительный мост В. Изучить принципиальную схему электромагнита.
42252. КОНТРОЛЬ МАЛОЙ КЛИНОВИДНОСТИ ПЛАСТИН НА ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ ЧАПСКОГО 302 KB
  Рассмотрим возникновение полос равного наклона и определим величину разности хода лучей отраженных под некоторым углом от плоскопараллельной пластины рис. Если поверхности пластины образуют между собой малый угол  то изображения источника 1 в фокальной плоскости 6 разойдутся на расстояние l =n где  фокусное расстояние линзы 5. Первый случай соответствует перемещению пластины в сторону увеличения её толщины второй в сторону уменьшения. Появление или исчезновение кольца соответствует изменению толщины пластины на величину .
42253. Выполнение базовых преобразований на плоскости 98.5 KB
  Трансляция точки выполняется путем добавления смещения [m n] к ее координатам [x y], в результате чего получается точка с новыми координатами. Для объекта, описываемого множеством точек, все точки объекта перемещаются на одинаковые расстояния вдоль параллельных прямых. В матричной форме трансляция выполняется путем умножения однородных координат точки на матрицу трансляции
42254. Базовые алгоритмы 2D-геометрии 638.5 KB
  Геометрически каждая точка на плоскости задается значениями координат радиусвектора относительно выбранной системы координат. В этом случае объект поворачивается относительно оси вращения перпендикулярной плоскости xoy. Наиболее распространен сдвиг в направлении оси x и сдвиг в направлении оси y. Сдвиг выполняется путем умножения однородных координат точки на матрицу сдвига: сдвиг в направлении оси y сдвиг в направлении оси x.