Материал взят из книги
Скачать оригинал КНИГИ в хорошем качестве
Следующий элемент, про который я хочу вам рассказать — это дешифратор цифровых сигналов. Существует много разных типов дешифраторов. В общем случае, дешифратор — это устройство, преобразующее цифровой сигнал, представленный в какой-либо одной из кодировок в другую, не закодированную форму. Нас будет интересовать классический линейный дешифратор. Схемное обозначение одного из вариантов такого дешифратора приведено на рис. 25. Описываемый дешифратор имеет три входа данных ЭО, Б] и 02. Вход выбора микросхемы С8. А также восемь выходов, обозначенных цифрами от 0 до 7.
Логика работы микросхемы такова: на входы данных микросхемы подается цифровой код. В данном случае — это любое трехразрядное двоичное число. Если на вход СБ дешифратора подан разрешающий нулевой сигнал, то выходной сигнал появится на том из выходов дешифратора, номер которого соответствует нашему входному коду. Выходным сигналом практически любого вида дешифраторов является сигнал логического нуля. Это значит, что если на входы О0...О2 мы подадим, например, число 6 (11002), и на входе С5 будет логический ноль, то сигнал на выходе 6 примет значение, равное нулю, а на ос-
тальных выходах останутся логические единицы. Полная таблица истинности приведена на рис. 26. Обратите внимание, что в этой таблице появилось новое обозначение. Знак «X» в таблице истинности означает, что на этом входе может присутствовать любое значение, как О, так и 1. Имеется в виду, что в данном случае уровень сигнала на этом конкретном входе никакого значения не имеет.
Уже знакомый нам вход выбора микросхемы С8 служит для полного его отключения. Если на этот вход подать логическую единицу, все его выходы перейдут в единичное состояние.
Главное назначение дешифратора — выбор одного из параллельно используемых устройств. В качестве таких выбираемых устройств часто выступают различные цифровые микросхемы, также имеющие вход выбора кристалла. В качестве примера приведу схему простейшего модуля ОЗУ, состоящего всего из четырех ячеек. Эта схема изображена на рис. 27.
В качестве ячеек памяти в схеме используются параллельные регистры с возможностью перевода в высокоимпедансное состояние. Такие регистры нам уже знакомы по предыдущим разделам (см. рис. 18).
Рассмотрим внимательно схему нашего ОЗУ. Линии LD0...LD7 — это восьмиразрядная шина данных. Она используется, как для записи чисел в память, так и для чтения из нее. Остальные входы используются для управления. Для правильной работы схемы на входы UPR, WRITE и READ нужно подать сигналы логической единицы.
Для того, чтобы записать число в одну из ячеек такого ОЗУ, нужно сначала на лини LD0...LD7 от внешнего источника цифрового сигнала подать двоичное восьмиразрядное число, предназначенное для записи. Затем, на линии LAO, LAI подается число, соответствующее номеру нужной ячейки памяти. Этот код называют адресом ячейки. Код выбранной ячейки поступает на дешифратор DS. В результате на одном из его выходов появляется нулевой сигнал, а на всех остальных — единичный. Нулевой сигнал появится на том выходе дешифратора, номер которого соответствует выбранному адресу. Сигналы со всех выходов дешифратора поступают на входы CS регистров. Каждый выход — на свой регистр. В результате один из регистров окажется активным, а остальные — нет.
Для того, чтобы записать число в выбранную ячейку памяти, нужно подать короткий нулевой импульс на вход WRITE. Он поступит на входы С всех регистров. Однако только один регистр среагирует на этот сигнал, так как только он будет активным.
Несмотря на то, что выходы всех регистров объединены между собой и с входами, они не мешают работе схемы. Благодаря высокому уровню на входах ОЕ все выходы находятся в высокоимпедансном состоянии.
В режиме чтения информации лини LD0...LD7 используются как выходы. Для того, чтобы прочитать число из любой ячейки памяти, нужно сначала подать ее адрес на входы LAO, LA1. Нужный нам регистр активизируется. Теперь, для того, чтобы прочитать число из выбранной ячейки, достаточно подать на вход READ сигнал логического нуля. В результате выходы выбранного регистра перейдут в рабочее состояние. На них появится записанное в данный регистр число. Выходы всех остальных регистров останутся отключенными.
В заключение хочу привести еще один пример использования дешифратора. Благодаря наличию входа CS дешифратор можно легко каскадировать. Каскадирование — это способ включения нескольких дешифраторов, имеющий своей целью создание составного дешифратора имеющего большее количество разрядов. До сих пор мы имели дело с
двумя видами дешифраторов. Первый из них (рис. 25) имел три входа и восемь выходов. Дешифратор, который мы использовали в примере схемы ОЗУ (рис. 27), имел всего два входа и четыре выхода. Логика работы любого такого дешифратора одна и та же. Различие состоит лишь в количестве входных и выходных разрядов. Для того, чтобы в краткой форме обозначить характеристики конкретного дешифратора, иногда применяют следующее обозначение: «Дешифратор 2X4», или «Дешифратор 3X8». На рис. 28 показан способ, как при помощи каскадного соединения дешифраторов создать новый дешифратор 5X32.
Все дешифраторы, рассмотренные нами до сих пор, относятся к разряду полных дешифраторов. Поясню, что это такое. Если дешифратор имеет пять входов, то максимальное число возможных состояний этих входов равно 32. Если при этом дешифратор имеет 32 выхода, то при подаче на его входы любого возможного числа, всегда найдется выход с таким же номером. В некоторых случаях наличие всех возможных выходов не обязательно. Например, в случае с так называемыми двоично-десятичными числами. Двоично-десятичное число — это число, записанное в двоичной форме, но принимающее значение от 0 до 10. Для записи таких чисел используется четыре двоичных разряда. При этом эти разряды принимают значения от 00002 до 10102. Если подать такое число на дешифратор, то последние шесть выходов (10, П, 12, 13, 14, 15) использоваться никогда не будут. Специально для таких случаев промышленность изготавливает микросхемы двоично-десятичного дешифратора, такие как: К555ИД1, К555ИД6, К555ИД10.
На этом я заканчиваю «курс молодого бойца». Приведенные в этом разделе сведения далеко не полностью описывают все возможное разнообразие цифровых элементов. Я ставил себе задачу дать минимум сведений, необходимых для понимания последующих тем этой книги. Теперь приступим к следующему этапу — более детальному изучению основ микропроцессорной техники.