Дешифратори.

Дешифратором (ДШ) найчастіше називають пристрій, що перетворює двійковий код на унарний. З усіхm виходів дешифратора активний рівень є тільки одному, саме на тому, номер якого дорівнює поданому на вхід двійковому числу. На інших виходах ДШ рівні напруги неактивні. Зазвичай ДШ мають інверсні виходи. При цьому на вибраному виході 0, а на решті "1". Унарний код називають ще кодом "1 зm ". Умовне зображення ДШ із інверсними виходами показано на рис. 3.1,а. Про вхід Е буде сказано нижче.

Якщо ДШ маєn входів,m виходів та використовує всі можливі набори вхідних змінних, тоm=2 n. Такий ДШ називають повним.

Адреса входи ДШ позначають зазвичай А0, А1, А2. А(n-1), де індекс літери А означає показник ступеня 2. Іноді ці входи просто нумерують відповідно до ваги двійкових розрядів: 1, 2, 4, 8, 16. 2 n-1 .

Формально описати роботу ДШ можна, поставивши список функцій, що обробляються кожним із його виходів. Так для ДШ (рис. 3.2 а)

Реалізація цих восьми виразів за допомогою восьми тривходових ЛЕ 3І-НЕ дає найпростіший за структурою ДШ, званийлінійним.

Мал. 3.1. Дешифратор "1 із 8" з інверсними виходами.

Основний обсяг обладнання лінійного ДШ складають у загальному випадкуm n- вхідних елементів І-НЕ для ДШ з інверсними виходами абоm n -входових елементів І для ДШ з прямими виходами. Крім того, потрібноn інверторів вхідних змінних таn буферних інверторів, призначення яких - звести до одиниці кратність навантаження, яку представляє ДШ для джерела сигналу. Інакше кожне джерело буде навантажено наm/2 входів елементів І-НЕ або І.

ДШ з прямими та інверсними виходами можна побудувати,відповідно, на ЛЕ АБО-НЕ та АБО. Загальна кількість ЛЕ у своїй не зміниться.

Дешифратори зазвичай мають вхід Е (від enable - давати можливість).

На рис. 3.2, а показаний варіант побудови входу, що дозволяє, коли сигнал Е впливає безпосередньо на всі дешифруючі ЛЕ. Цей варіант вимагає збільшення на одиницю числа входів дешифруючих ЛЕ, але не вносить додаткової затримки. На рис. 3.2 б показаний інший варіант, заснований на тому, що, як видно з рис. 3.1 б, в ДШ не знайдеться жодного дешифруючого ЛЕ, до якого будь-яка змінна не була б підключена або у своїй прямій, або в інверсній формі. Тому якщо і в прямій, і в інверсній тракти будь-якої вхідної змінної поставити елементи 2І і завести на них сигнал Е, то при Е = 0 будуть замкнені абсолютно всі кон'юнктори, підключені до виходів. Такий спосіб економічний з обладнання, але збільшує затримку дешифратора.

Мал. 3.2. Дозволяючий вхід дешифратора.

Мал. 3.3 Каскадне з'єднання дешифраторів

При використанні у другому ступені елементів 2І-НЕ виходи ДШ будуть інверсними. Їх можна зробити прямими, побудувавши координатну сітку на елементах 2АБО-НЕ; тоді інверсними мають бути виходи дешифраторів першого каскаду.

Мал. 3.4 Двокаскадний координатний дешифратор

Наведені оцінки справедливі лише ДШ, побудованих безпосередньо з ЛЕ. При проектуванні блоків з готових мікросхем, коли витрати обладнання оцінюються не числом елементів, а числом корпусів, навіть великі ДШ економічніше будувати за каскадним принципом, набираючи їх з мікросхем невеликих ДШ на 8 або 16 виходів.

Дешифратори, що випускаються у вигляді окремихмікросхем, мають буквене позначення ВД. У серіях ТТЛ, в яких елементи І-НЕ є найбільш технологічними, ДШ зазвичай мають інверсні виходи. У КМОП-серіях, де елементи АБО не менш технологічні, ніж І-НЕ, ДШ частіше мають прямі виходи. Прагнення повніше використовувати висновки типових DIP-корпусів визначає розміри ДШ, що випускаються як середні інтегральні схеми (СІС). Зазвичай це дешифратори “1 із 8”, ”1 із 10”, здвоєний ”1 із 4”, а також ”1 із 16”, але вже в корпусі DIP24.

Часто в мікросхемах ДШ роблять кілька роздільних входів, а роздільною комбінацією є їх кон'юнкція. При цьому зручно нарощувати ДШ, використовуючи каскадний принцип і будуючи перший каскад дешифрації не на окремому спеціальному ДШ, а збираючи його з кон'юнкторів входів, що дозволяють. На рис. 3.5, а в такий спосіб побудований ДШ ”1 із 32” з чотирьох мікросхем К555ІД7 ”1 із 8”. Кожна мікросхема має по три роздільні входи (два інверсних і один прямий). Роздільна здатність існує лише тоді, коли одночасно на інверсних входах ”нулі”, а на прямому ”одиниця”.

У мікроелектроніці дуже поширена тенденція випускати мікросхеми, здатні виконувати кілька різних функцій: це збільшує попит на мікросхеми, а зростання випуску сприяє зниженню вартості.

Мал. 3.5 Використання входів мікросхем дешифраторів.

а) – на дозвільних входах побудовано перший щабель каскадного ДШ;

б) – універсальна мікросхема дешифраторів 2x”1 із 4” та “1 із 8”.

А поч = B8H = 1 0 1 0 1 0 0 0 B

A кін = BFH = 1 0 1 0 1 1 1 1 B

Вибір ДШ Вибір виходу ДШ

---