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

85395. Фоновый мониторинг 41 KB
  Программа наблюдения на фоновых станциях Целью фонового мониторинга является проведение долговременных систематических наблюдений за уровнем содержания ЗВ во всех объектах окружающей среды в районах которые находятся на значительном расстоянии от источников вредных выбросов. Для осуществления фоновых наблюдений создана сеть станций которые подразделяются на базовые и региональные. Состав показателей гидрометеорологических наблюдений: температура и влажность скорость и направление ветра давление облачность атмосферные явления туман...
85396. Региональный и импактный мониторинг 35.5 KB
  Установить контрольный уровень загрязняющих веществ создать систему раннего предупреждения экологической катастрофы установить фоновые уровни для основных экосистем завершить изучение биогеохимических циклов цель глобального мониторинга. Задачами экологического мониторинга на региональном уровне являются: контроль за фоновыми загрязнениями; наблюдение оценка прогноз трансграничных переносов вредный веществ; формирование распределённой базы данных об экологической обстановке в регионе. Обычно приходится иметь дело с целым рядом...
85397. Приоритетность загрязняющих веществ 86.5 KB
  Глобальная система мониторинга окружающей среды ГСМОС была создана совместными усилиями мирового сообщества основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу. Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия. Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях которым соответствуют специально разработанные программы: импактном изучение сильных воздействий в локальном...
85398. Контактные и дистанционные методы наблюдений 40.5 KB
  Контактные и дистанционные методы наблюдений Существуют два способа контактных измерений. Методы мониторинга за состоянием атмосферы. Контактные физикохимические методы контроля. Методы аналитической химии.
85399. Космическое зондирование 301 KB
  Орбиты разной высоты обеспечивают необходимые условия съемки для различных целевых задач: низкие околоземные орбиты предназначены для детальной съемки; орбиты средней высоты для менее детальной но более оперативной и территориально более захватной съемки; удаленные орбиты для постоянного наблюдения за определенным районом. с момента проведения съемки создавать цифровые карты на большие участки территории...
85400. Методы дешифрирования и цифровой обработки изображений, полученных в результате ДЗ 430 KB
  Поэтому дешифровщики космических снимков конечно же обязательно зная механизм изучаемых явлений например биологический местоположение и природнохозяйственные условия опорных наземных объектов очень часто пользуются методом аналогий при котором основную роль играют такие характеристики снимков как цвет яркость геометрия размер текстура. А на земле на опорных объектах работниками специальных служб агрометеорологами гидрологами гидрогеологомелиораторами лесомелиораторами измеряются наземные параметры характеризующие...
85401. Применение ГИС технологий в экологическом мониторинге 154 KB
  Применение ГИС технологий в экологическом мониторинге Геоинформационные системы ГИС автоматизированные информационные cистемы предназначенные для обработки пространственновременных данных основой интеграции которых служит географическая информация. В ГИС проявляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служит мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления. Как системы использующие базы данных ГИС характеризуются широким набором данных собираемых с помощью...
85402. Принцип комплексной организации осуществления экологического мониторинга 50.5 KB
  Принцип комплексной организации осуществления экологического мониторинга. В силу того что экологическим мониторингом предусматривается наблюдение оценка и прогноз антропогенных изменений абиотической составляющей биосферы и ответной реакции биологических систем на эти изменения в его организацию и осуществление закладывается принцип комплексного сочетания различных видов мониторинга окружающей среды. В 1978 году была обсуждена всемирная климатическая программа основной задачей которой было обеспечение климатического мониторинга и...
85403. Будова і принципи дії основних вузлів, агрегатів, механізмів і систем автомобілів з карбюраторними двигунами й дизелями 1.11 MB
  До кривошипношатунного механізму багатоциліндрових двигунів належать такі деталі: картер блок циліндрів з головкою й ущільнювальними прокладками; поршнева група поршні поршневі кільця поршневі пальці; шатуни; колінчастий вал; маховик; піддон картера. Блок циліндрів відливають із чавуну або алюмінієвих сплавів.