дешифратор двоичного кода микросхема

Дешифраторы. Виды двоичных дешифраторов

Дешифраторы позволяют преобразовывать одни виды бинарных кодов в другие. Например, преобразовывать позиционный двоичный код в линейный восьмеричный или шестнадцатеричный. Преобразование производится по правилам, описанным в таблицах истинности, поэтому построение дешифраторов не представляет трудностей. Для построения дешифратора можно воспользоваться правилами синтеза логических схем для произвольной таблицы истинности.

Десятичный дешифратор

Рассмотрим пример разработки схемы дешифратора из двоичного кода в десятичный. Десятичный код обычно отображается одним битом на одну десятичную цифру. В десятичном коде десять цифр, поэтому для отображения одного десятичного разряда требуется десять выходов дешифратора. Сигнал с этих выводов можно подать на десятичный индикатор. В простейшем случае над светодиодом можно просто подписать индицируемую цифру.Таблица истинности десятичного дешифратора приведена в таблице 1.

Таблица 1. Таблица истинности десятичного дешифратора.

Для реализации принципиальной схемы дешифратора воспользуемся методом СДНФ, так как в его таблице истинности на каждом выходе присутствует всего одна логическая единица. В результате получим схему дешифратора, реализующего таблицу истинности, приведённую в таблице 1. Эта схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема двоично-десятичного дешифратора

Как видно по принципиальной схеме дешифратора, для реализации каждой строки таблицы истинности потребовался логический элемент «4И». Логические элементы «ИЛИ» не потребовались, так как в таблице истинности на каждом выходе присутствует только одна логическая единица.

Дешифраторы выпускаются в виде отдельных микросхем или используются в составе более сложных микросхем. В настоящее время десятичные или восьмеричные дешифраторы используются в основном как составная часть других микросхем, таких как мультиплексоры, демультиплексоры, ПЗУ или ОЗУ.

Условно-графическое обозначение микросхемы дешифратора на принципиальных схемах приведено на рисунке 2. На этом рисунке приведено обозначение двоично-десятичного дешифратора, полная внутренняя принципиальная схема которого изображена на рисунке 1.

Рисунок 2. Условно-графическое обозначение двоично-десятичного дешифратора

Точно таким же образом можно получить принципиальную схему и для любого другого декодера (дешифратора). Наиболее распространены схемы восьмеричных и шестнадцатеричных дешифраторов. Для индикации такие дешифраторы в настоящее время практически не используются. В основном такие дешифраторы используются как составная часть более сложных цифровых модулей.

Семисегментный дешифратор

Для отображения десятичных и шестнадцатеричных цифр часто используется семисегментный индикатор. Изображение семисегментного индикатора и название его сегментов приведено на рисунке 3.

Рисунок 3. Изображение семисегментного индикатора и название его сегментов

Для изображения на таком индикаторе цифры 0 достаточно зажечь сегменты a, b, c, d, e, f. Для изображения цифры ‘1’ зажигают сегменты b и c. Точно таким же образом можно получить изображения всех остальных десятичных или шестнадцатеричных цифр. Все комбинации таких изображений получили название семисегментного кода.

Составим таблицу истинности дешифратора, который позволит преобразовывать двоичный код в семисегментный. Пусть сегменты зажигаются нулевым потенциалом. Тогда таблица истинности семисегментного дешифратора примет вид, приведенный в таблице 2. Конкретное значение сигналов на выходе дешифратора зависит от схемы подключения сегментов индикатора к выходу микросхемы. Эти схемы мы рассмотрим позднее, в главе, посвящённой отображению различных видов информации.

Таблица 2. Таблица истинности семисегментного дешифратора

В соответствии с принципами построения произвольной таблицы истинности по произвольной таблице истинности получим принципиальную схему семисегментного дешифратора, реализующего таблицу истинности, приведённую в таблице 2. На этот раз не будем подробно расписывать процесс разработки схемы. Полученная принципиальная схема семисегментного дешифратора приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Принципиальная схема семисегментного дешифратора

Для облегчения понимания принципов работы схемы на выходе логических элементов «И» показаны номера строк таблицы истинности, реализуемые ими.

Например, на выходе сегмента ‘a’ логическая единица появится только при подаче на вход комбинации двоичных сигналов 0001 (1) и 0100 (4). Это осуществляется объединением соответствующий цепей элементом «2ИЛИ». На выходе сегмента ‘b’ логическая единица появится только при подаче на вход комбинации двоичных сигналов 0101 (5) и 0110 (6), и так далее.

В настоящее время семисегментные дешифраторы выпускаются в виде отдельных микросхем или используются в виде готовых блоков составе других микросхем. Условно-графическое обозначение микросхемы семисегментного дешифратора приведено на рисунке 5.

Рисунок 5. Условно-графическое обозначение семисегментного дешифратора.

В качестве примера семисегментных дешифраторов можно назвать такие микросхемы отечественного производства как К176ИД3. В современных цифровых схемах семисегментные дешифраторы обычно входят в состав больших интегральных схем.

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Вместе со статьей «Виды двоичных дешифраторов» читают:

Источник

Дешифраторы ТТЛ серии

Дешифратор К155 ИД3, К1533ИД1
Микросхема представляет собой двоично-десятичный дешифратор на 15 выходов.

Выводы 23, 22, 21 20 — информационные. Служат для получения двоичного кода с весом разрядов 1, 2, 4, 8 соответственно. При получении кода, микросхема выставляет логический «0» на соответствующем коду десятичном выходе (выводы 1-17). На всех остальных выходах в это время присутствует «1».

Все вышесказанное справедливо лишь в том случае, если на входах S (выводы 18, 19), соединенных по «И», присутствует «0». Если на любом из выводов появится «1», на всех выходах дешифратора установится «1» независимо от входного кода. Таким образом, используя входы S и всего лишь один инвертор, несложно нарастить разрядность дешифратора до 32:

Еще один инвертор позволит увеличить разрядность до 64:

Если требуется получить дешифратор на большее количество разрядов, то в качестве устройства выбора микросхем вместо инверторов лучше использовать ту же ИД3 (на схеме ниже – DD1).

В зависимости от четырех старших разрядов кода она активирует тот или иной дешифратор, организуя полную байтную линейку (8 двоичных входов, 256 десятичных выходов).

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь .

Дешифтратор К155ИД4, К555ИД4, КР1533ИД4
Микросхема представляет собой два идентичных двоично-десятичных дешифратора на два входа (двоичный код с весом 1-2) и четыре выхода (десятичный код 0-3) каждый. Адресные двоичные входы дешифраторов включены параллельно (выводы 3, 13 микросхемы).

Каждый дешифратор имеет свои входы стробирования. У верхнего по схеме дешифратора входы стробирования соединены по «И», назначение их аналогично микросхеме ИД3 – логический «0»на обоих входах разрешает дешифрацию, «1» на любом из них переводит все выходы дешифратора в «1». Нижний по схеме дешифратор имеет стробирующие входы, соединенные по «И», но с инверсией одного из них. Таким образом дешифрация произойдет при наличии на стробирующих входах сигналов «1» и «0» При любой другой комбинации работа дешифратора будет запрещена ( на всех выходах «1»). Такая организация позволяет построить дешифратор на 8 всего на одном корпусе без применения дополнительных элементов:

Аналогично микросхеме ИД3 в дешифраторах на микросхемах ИД4 несложно нарастить разрядность:

При необходимости количество выходов ИД4 можно дорастить до 10 и превратить его в неполный двоично-десятичный дешифратор на 4 входа и 10 выходов используя простую логику:

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема К555ИД5
Является аналогом 155ИД4 с той лишь разницей, что выходы дешифратора собраны по схеме с открытым коллектором:

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема К155ИД1
Неполный двоично-десятичный дешифратор на 4 входа и 10 выходов. Отличительная особенность микросхемы – высоковольтные выходные ключи с открытым коллектором. Микросхема имеет минимум управления — 4 входа для подачи двоичного кода и 10 выходов для отображения полученного кода в десятичном счислении (плюс два вывода питания).

Вход управляется уровнями ТТЛ. Выходы можно нагрузить (собственно для этого микросхема и предназначена) высоковольтными газоразрядными индикаторами, питающимися постоянным или пульсирующим напряжением до 300 В. При поступлении на входы 3, 6, 7, 4 двоичного кода, соответствующий этому коду выход соединяется с корпусом (- источник питания). Все остальные выходы в это время закрыты (имеют высокое сопротивление – «обрыв»). Если на вход подать двоичный эквивалент чисел 10-15 (четырехразрядный двоичный вход это позволяет), то все выходы микросхемы окажутся отключенными. Схема подключения газоразрядного индикатора к микросхеме 155ИД1 проста:

Катоды разрядов подключаются к выходам дешифратора, общий анод через резистор R1 (минимум 22кОм) к плюсу источника питания газоразрядного индикатора. Минус этого источника соединяется с минусовым проводом питания микросхемы.

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема К555ИД6
Неполный двоично-десятичный дешифратор, работающий по тому же алгоритму, что и 155ИД1. Единственное отличие — выходы ИД6 имеют обычные ключи, выдающие ТТЛ уровни «0», «1».

При получении двоичного кода, микросхема устанавливает на соответствующем выходе уровень «0», на остальных «1». При входном коде 10-15 на всех выходах присутствует «1».

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема К555ИД7, КР1533ИД7, КР531ИД7
Полный двоично-десятичный дешифратор на 3 входа и восемь выходов. Входы служат для подачи трехразрядного двоичного кода, выходы – для выдачи его десятичного эквивалента (активный уровень низкий).

Для стробирования выходного сигнала служат три входа S соединенные по «И», два из которых инверсные. При наличии на входах 4, 5, 6 уровней «0», «0», «1» соответственно, дешифрация разрешена, при любой другой комбинации на всех выходах дешифратора устанавливается высокий уровень. Благодаря расширенному управлению стробирования дешифраторы можно объединять для наращивания разрядности без дополнительных элементов или с их минимумом. В качестве примера ниже приведена схема дешифратора на 32 разряда с использованием всего одного дополнительного инвертора.

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема К155ИД10, К555ИД10
Неполный двоично-десятичный дешифратор на четыре входа и десять выходов.

По расположению выводов и логике работы аналогичен микросхеме К155ИД6, но выходы ИД10 выполнены по схеме с открытым коллектором, а выходные ключи рассчитаны на достаточно большой выходной ток. При низком уровне на выходе ключ 555 серии дешифратора в состоянии держать ток до 24 мА, 155 и 133 серии – до 80 мА. При отключенном выходе всех серий напряжение на нем может достигать 15 В, что позволяет напрямую запитать маломощное электромагнитное реле:

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Микросхема КР531ИД14, КР1533ИД14
Два полных двоично-десятичных дешифратора с двухразрядным входом и четырехразрядным десятичным выходом каждый.

При подаче на вход двоичного двухразрядного кода на соответствующем выходе дешифратора устанавливается его десятичный эквивалент. Входы у обоих дешифраторов прямые, выходы инверсные. Кроме того, каждый из дешифраторов стробируется отдельным сигналом S (вход инверсный). При наличии «0» на входе стробирования дешифратор работает, при высоком уровне переводит все выходы в состояние «1».

Как и все дешифраторы КР1533(531)ИД14 могут соединяться каскадно для наращивания разрядности. На рисунке ниже представлена схема неполного дешифратора на 4 входа и 12 выходов, составленная из двух корпусов КР531ИД14.

Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть здесь.

Источник

Двоично-десятичный дешифратор

Итак, мы научились с вами считать импульсы с помощью триггеров, но одна беда – на выходе этих триггеров данные получаются в двоичном счислении. К примеру, цифра 3 будет представлена как 0011, цифра 5 – 0101. Как привести показания счетчиков в «божеский» или, скажем так, удобоваримый, привычный десятичный вид, если мы хотим узнать их показания? Для этого служат так называемые двоично-десятичные дешифраторы, преобразующие двоичный код в десятичный. Взглянем на рисунок ниже:

Перед нами дешифратор, «умеющий» распознавать двоичные числа от 0 до 16 (от 0000 до 1111 в двоичном счислении). Микросхема (а это как раз микросхема 155ИД3) имеет 4 входа для получения двоичного кода (1, 2, 4, 8, где 1 – младший разряд), 16 выходов для отображения соответствующего коду десятичного (точнее, шестнадцатиричного, но это пока неважно) числа и два управляющих входа 18 и 19. Обратите внимание, что выходы дешифратора и управляющие входы нарисованы с кружочками. Это значит, что активный уровень у них низкий («0»).

Ну а теперь подадим на вход двоичный код 0011 и посмотрим, что получится на выходах. На всех выходах, кроме выхода 03 (вывод 4) уровень высокий, а на выходе 03 низкий. Таким образом микросхема «сказала», что на ее входе двоичное число «3». Подадим 0101. Низкий уровень перескочит на выход 05 (вывод 6). Если же к выходу дешифратора подключить 16 светодиодов и подписать их соответствующим образом, то одного взгляда на них будет достаточно, чтобы выяснить какой код поступает на вход:

Как видите, на управляющие входы подан логический «0» (они оба замкнуты на корпус). Именно этот уровень разрешает микросхеме работать. Если на любом из входов появится «1», то дешифратор прекратит свою работу и на всех выходах установит «единички». Эти входы позволяют наращивать разрядность дешифраторов простым переключением управляющих уровней на нескольких микросхемах-дешифраторах.

Нельзя ли как-нибудь более удобно отобразить десятичную информацию, тем более, что в десятичном разряде всего 10 чисел, а не 16? Можно. Один из вариантов – использовать настоящий двоично-десятичный дешифратор, предназначенный для работы с высоковольтными газоразрядными индикаторами.

Высоковольтный газоразрядный индикатор ИН-14

Взглянем на схему ниже, собранную на микросхеме 155ИД1:

Алгоритм работы этого дешифратора точно такой же, как и у 155ИД3, но выходные ключи (их 10) в состоянии выдерживать высокое напряжение, которое необходимо индикатору ИН-14. Единственное отличие – вместо «1» на всех неактивных выходах этой микросхемы присутствует «обрыв», поэтому светится только одна цифра индикатора, на которой «0», поскольку общий провод питания микросхемы соединен с минусом питания индикаторов. Ну и, как вы уже заметили, микросхема не имеет управляющих входов – она работает всегда. Набираем переключателями S1 — S4 двоичное число, на индикаторе получаем его десятичный эквивалент и, конечно, не забываем, что младший разряд — S4, старший — S1.

Ну и более подробно о дешифраторах можно почитать в нашем справочнике:

Источник

ElectronicsBlog

Обучающие статьи по электронике

Применение шифраторов и дешифраторов

Всем доброго времени суток! В предыдущих постах я рассказывал про триггеры, регистры и счётчики, которые составляют отдельный класс микросхем называемых последовательными или последовательностными. С сегодняшнего поста будет вестись рассказ о комбинационных типах микросхем, к которым относятся дешифраторы, шифраторы, компараторы кодов, мультиплексоры и некоторые другие.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Комбинационные микросхемы, как ясно из названия представляют собой комбинацию из простых логических микросхем, но в отличие от последовательностных они не обладают памятью и их выходные сигналы никак не зависят от комбинации предыдущих входных сигналов. Первые комбинационные микросхемы, которые мы рассмотрим в этом посте, являются дешифраторы и шифраторы.

Микросхемы дешифраторы

Функция микросхем дешифраторов, как понятно из названия, состоит в том, чтобы преобразовывать входной двоичный код в номер выходного сигнала, количество которых соответствует количеству состояний двоичного кода, то есть 2N, где N – количество разрядов двоичного кода (количество информационных входов дешифратора). Для обозначения микросхем дешифраторов введён специальный суффикс ИД, например, К555ИД7, а на обозначениях микросхем на принципиальных схемах ставят буквы DC.

В стандартных сериях микросхем существуют дешифраторы на 4, 8 или 16 выходов, соответственно они имеют 2, 3 или 4 входа. Ещё различия между микросхемами включают в себя входы управления и типы выходов микросхем (обычный 2С выход или выход с общим коллектором ОК). Входы дешифраторов обычно обозначают цифрами, которым соответствует вес разряда двоичного числа (1, 2, 4 или 8), а выходы также обозначают цифрами (1, 2, 3 и т.д.). Для примера рассмотрим несколько микросхем дешифраторов: К555ИД14, К555ИД7, К555ИД3.

Микросхемы дешифраторы: слева направо К555ИД14, К555ИД7, К555ИД3.

Данные микросхемы являются стандартными дешифраторами, которые имеют информационные входы 1, 2, 4, 8, входы разрешения С1, С2, С3, объединённые по функции И, а также выходы от 0 до 15. Различие между данными микросхемами состоит в количестве входов и выходов.

Микросхема К555ИД14 представляет собой сдвоенный двоичный дешифратор, каждая половина имеет два информационных входа 1, 2, вход разрешения С и четыре выходных вывода, имеет второе название дешифратор 2 – 4. Микросхема К555ИД7 имеет соответственно три информационных входа, три входа разрешения объединенных по И и восемь выходов, второе название дешифратор 3 – 8. К555ИД3 имеет второе название дешифратор 4 – 16 и имеет четыре информационных входа, два входа разрешения и шестнадцать выходов. Работу данных микросхем можно описать таблицей истинности.

Таблица истинности дешифратора 2 – 4 (К555ИД14).

Микросхемы дешифраторы имеют несколько типичных сфер применения. Во первых это непосредственное дешифрирование входных кодов, при этом входы С используются как стробирующие. В таком случае номер активного выхода показывает, какой код поступил на входы. Второй сферой применения является селекция кодов. В этом случае сигнал на следующий каскад цифрового устройства поступает только с одного из выходов дешифратора и когда на входные выводы поступает нужный нам код, об этом свидетельствует появление низкого логического уровня на соответствующем выходе. Ещё одним из применений дешифратора является мультиплексирование линий когда поступающий код на входе определяет номер линии на выходе.

Микросхемы шифраторы

Микросхемы шифраторы применяются значительно реже, чем дешифраторы. Они имеют обозначение на схемах буквами CD, а в названии микросхем имеют суффикс ИВ. Как понятно из названия они выполняют функцию обратную микросхемам дешифраторов и обычно имеют от 4 до 16 (чаще всего 8) информационных входов, от 2 до 4 выходов (чаще всего 3) и несколько стробирующих (разрешающих) входов и выходов. Типичными представителями данных типов микросхем являются микросхемы К555ИВ1 и К555ИВ3 которые изображены ниже.

Микросхемы шифраторы: слева направо К555ИВ1, К555ИВ3.

Микросхема К555ИВ1 является шифратором и содержит 8 информационных входов и три выхода, а также вход разрешения EI, выход признака прихода любого входного сигнала GS и выход переноса ЕО, для объединения нескольких шифраторов. Работа данного шифратора разрешается только при низком логическом уровне на входе EI, а при высоком уровне на нём на всех выходах устанавливается уровень логической единицы. В случае отсутствия каких-либо сигналов на входах на выходе GS вырабатывается логическая единица, а на выходе ЕО логический нуль. Запишем таблицу истинности для данной микросхемы.

Таблица истинности шифратора К555ИВ1.

Наиболее часто шифраторы применяют для сокращения количества сигнальных линий, что очень удобно при передачи сигналов на большие расстояния, но при этом, входные сигналы не должны приходить одновременно на все входы. Наличие у шифратора дополнительных входных и выходных линий позволяет объединить их для увеличении разрядности шифратора, но только с помощью дополнительных логических элементов.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник