Дешифратор

Дешифратор (ДШ) преобразует двоичный код на входах в активный сигнал на том выходе, номер которого равен десятичному эквиваленту двоичного кода на входах.Например, входной код 1001 должен сделать активным провод с номером 9. Во всех остальных проводах дешифратора сигналы должны быть нулевыми (или единичными – в зависимости от организации выходной логики: прямая или инверсная). Дешифратор можно считать преобразователем параллельного кода в позиционный.

В полном дешифраторе количество выходов N = 2ⁿ, где n – число входов. В неполном ДШ N < 2ⁿ. По другому определению, полный ДШ, имеющий n входов, должен реализовывать 2ⁿ минтермов у_i, определенных на всех наборах из n входных переменных.

Большинство дешифраторов снабжено одним или несколькими дополнительными входами разрешения выходов (прямыми ОЕ или инверсными ). Если на таком входе активный уровень, то ДШ работает в соответствии со своим определением, а если пассивный, то на всех выходах также будут пассивные значения (для прямых выходов – нули, а для инверсных – единицы).

Рассмотрим ДШ с n=2 и N=4, называемый также дешифратором "2 в 4"или "два на четыре".Активным уровнем сигнала на прямых входах/выходах будет 1, а на инверсных – 0. По этому определению заполним таблицу истинности, где величина х может принимать любые значения.

DEC число

Входы

Выходы (прямые и инверсные)

ЛФ

ОЕ

у3

y_i=0 (

)

Преобразуем полученные для y_i уравнения с помощью закона двойного отрицания к базису И-НЕ: . Решению соответствует схема на рис.2.1.

Рис.2.1

Схема слева, обведенная точками, имеет условное графическое обозначение (А), а схема в запятых – обозначение (Б). Возможны также еще двекомбинации прямых и инверсных входов и выходов, показанные на В и Г.

Пояснить работу ДШ можно с помощью временных диаграмм для схемы (Б). Во время действия сигнала на нижних входах элементов И-НЕ(0…3) присутствует ОЕ=0, и независимо от значений a0,al выходные значения , a y_i=0, что и видно из рис.2.1 (в эти отрезки времени t0…t1 и t2…t3 выходы "запрещены", т.е. на прямых выходах y_i устанавливается пассивный уровень "0", а на инверсных выходах пассивная "1"). В интервале t1…t2 сигнал (ОЕ=1), и значения y_i зависят только от переменных a1, a0. Если код на входах а1а0=10 (BIN), что соответствует десятичной двойке, на входах элемента И-НЕ (2) соберутся три логических "1". Сигнал , а у2=1, что видно на диаграмме у2.

Дешифраторы широко применяются в вычислительной технике (рис.2.2), как часть больших интегральных схем, для выбора одного из нескольких внешних устройств (ВУ) при обмене данными между ним и микропроцессором (CPU). В этом случае на входы A_i дешифратора микропроцессор (МП) по шине адреса (ША) помещает адрес ВУ, поэтому такие входы называются адресными.Активный сигнал с одного из выходов ДШ поступает на инверсный вход – "выбор микросхемы - Chip Select" – адресуемого ВУ, подключая его к шине данных (ШД) Вслед за этим МП производит обмен данными с выбранным ВУ по шине данных. Все остальные ВУ пассивны, т.к. на их входах и их информационные выводы, подключенные к ШД, находятся в третьем состоянии à и не препятствуют обмену данными между адресованным ВУ и МП (Шина – группа проводников, имеющих одинаковое функциональное назначение).

Рис.2.2