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

3658. СПОРТ ДЛЯ ВСІХ 1.16 MB
  СПОРТ ДЛЯ ВСІХ (Звучить мелодія грецького танцю «Сіртаки» ). Голос за кадром. Більше двох тисяч років тому в Греції, в долині річки Алфей, знаходилось містечко Олімпія. У густій зелені оливкових гаїв сяяли біломармурові храми в честь давньогрецьких...
3659. Склад числа шість. Поняття зліва, справа 396.31 KB
  Мета уроку. Сформувати вміння складати приклади на додавання та віднімання в межах 6. Вчити розрізняти многокутники за їх основними ознаками, розвивати вміння аналізувати, співставляти, виділяти істотне. Закріпити навики визначення понять «зліва», «справа». Збагатити знання про тваринний світ морських мешканців, виховувати любов до природи, дбайливе ставлення до живого.
3660. Нам треба твого голосу, Тарасе! 122 KB
  Нам треба твого голосу, Тарасе! Мета: Вчити учнів сприймати поезію Кобзаря серцем і душею, виховувати любов до України, її великих людей. Оформлення: У залі – портрет Тараса Шевченка, прикрашений рушниками. Виставка книг та ;вишивок. Хід з...
3661. Алгоритми роботи з одномірними масивами 119 KB
  Алгоритми роботи з одномірними масивами. Масив задає спосіб організації даних. Масивом називають упорядковану сукупність елементів одного типу. Кожен елемент масиву має індекси, що визначають порядок елементів. Число індексів характеризує розмі...
3662. Алгоритми роботи з багатомірними масивами 160.5 KB
  Алгоритми роботи з багатомірними масивами Поділ;масивів на одномірні і багатомірні носить історичний характер. Ніякої принципової різниці між ними немає. Одномірні масиви - це окремий випадок багатомірних. Можна говорити й по-іншому: багат...
3663. Робота з масивами 218 KB
  Робота з масивами Масиви в C# Масив задає спосіб організації даних. Масивом називають упорядковану сукупність елементів одного типу. Кожен елемент масиву має індекси, що визначають порядок елементів. Число індексів характеризує розмірніс...
3664. Клас Array і нові можливості масивів 90.5 KB
  Клас Array і нові можливості масивів Клас Array Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення: Клас Array...
3665. Алгоритми обробки символьної інформації 947.27 KB
  Алгоритми обробки символьної інформації. Символьна інформація — це інформація, що відображається за допомогою символів (букв, цифр, знаків операцій і ін.). IBM-сумісні комп'ютери обробляють 256 різних символів, кожен з яких кодується одним байтом. Відповідність символів і байтів задається таблицею кодування, в якому для кожного символу вказується відповідний байт.
3666. Клас StringBuilder – будівничий рядків 125 KB
  Клас StringBuilder – будівничий рядків. Клас string не дозволяє змінювати існуючі об'єкти. Стрінговий клас StringBuilder дозволяє компенсувати цей недолік. Цей клас належить до змінюваних класів і його можна знайти в просторі імен System.Text. Розглянемо клас StringBuilder докладніше.