Каскадування дешифраторів
Тема 10. Дешифратори.
Пристрій та принцип дії
Ще один елемент, без якого не обійтися при вивченні мікропроцесорної техніки, - це дешифратор цифрових сигналів. Існує багато різних типів дешифраторів. У загальному випадку дешифратор - це пристрій, що перетворює цифровий сигнал, представлений в одному з кодувань, в іншу, незакодовану форму. Нас у цьому випадку цікавитиме класичний лінійний дешифратор. Схемне позначення одного з варіантів такого дешифратора наведено на рис. 1.25. Дешифратор, що описується, має три входи даних D0, D1 і D2, вхід вибору мікросхеми CS, а також вісім виходів, позначених цифрами від 0 до 7.
Табл. 1.2- це таблиця істинності даного дешифратора. Важливе значення має вхід вибору мікросхеми. Цей вхід дозволяє увімкнути або вимкнути всю мікросхему. Мікросхема працює тільки в тому випадку, якщо на вхід дешифратора подано нульовий сигнал, що дозволяє. Інакше мікросхема вимикається і всіх її виходах встановлюється сигнал логічної одиниці.
Головнепризначення лінійного дешифратора – функція вибору одного з кількох електронних пристроїв.Наприклад,вибір однієї з кількох мікросхем пам'яті. Кожна така мікросхема повинна мати свій власний вхід. До кожного виходу дешифратора підключається така мікросхема. Точніше, підключається її вхід.
Тепер, якщо на входи D0-D2 дешифратора подати номер мікросхеми, що вибирається, вона включиться, а решта сім мікросхем відключаться. При вимиканні самого дешифратора відключаються всі підключені до нього мікросхеми.
Селектор пам'яті осередків ОЗУ
Хороший приклад використання дешифратора – селектор осередків пам'яті ОЗУ. Схема найпростішого модуля ОЗУ, що складається всього з чотирьох осередків, наведена на рис. 1.26. В якості осередків пам'яті в схемі використовуються паралельні регістри з можливістю переведення у високоімпедансний стан.
Розглянемо уважно схему на рис. 1.26.
Лінії LD0-LD7- це восьмирозрядна шина даних. Вона використовується як для запису чисел на згадку, так читання з неї.
Вхід UPR— Вхід для всього пристрою.
Входи WRITE і READ,відповідно, - вхід команди запису та вхід команди читання.
Входи UPR, WRITEіREAD- інверсні. Тобто у відсутності сигналу кожному з них має бути високий логічний рівень. Активним сигналом цих входів є логічний нуль.
Припустимо, що ми хочемо вибрати нульовий осередок пам'яті. Для цього ми подамо на входи LAO, LA1 сигнал 002. В результаті на виході Q0 дешифратора з'являється нульовий сигнал, а на інших його виходах - одиничний. З виходу Q0 дешифратора нульовий сигнал надходить на вхід паралельного регістра DD2 і включає його. Всі інші регістри залишаютьсявідключеними. Тепер для того, щоб записати число у вибрану комірку пам'яті, потрібно подати короткий нульовий імпульс на вхід WRITE. Він надійде на входи З усіх регістрів. Але число запишеться лише у регістр DD2.
Як видно зі схеми на рис. 1.26, ліні D0—D7 поєднують у собі як входи регістрів, а й їх виходи. Однак така схема включення не заважає роботі пристрою. Це досягається завдяки тому, що всі регістри мають виходи із трьома станами. До двох звичайних станів (нуль і одиниця) додано третій - високоімпендансний. Цей стан включається під час подачі на вхід ОЕ будь-якого регістра логічної одиниці.
Тепер для того, щоб прочитати число з обраного осередку, достатньо подати на вхід READ сигнал логічного нуля. В результаті виходи обраного регістру перейдуть з високоімендансного в робочий стан. Там з'явиться записане в регістр число, яке надійде вихід всієї схеми. Всі інші регістри залишаться відключеними і не заважатимуть процесу читання.
Каскадування дешифраторів
Перш ніж покінчити з дешифраторами хочу розглянути питання їх каскадування. Завдяки наявності входу кілька дешифраторів можна об'єднувати разом, утворюючи складовий дешифратор, що має більше входів і виходів. Поки що ми мали справу з двома видами дешифраторів. Перший дешифратор (рис. 1.25) мав три входи та вісім виходів. Дешифратор, який ми використовували в прикладі схеми ОЗУ (мал. 1.26), мав всього два входи і чотири виходи. Логіка роботи будь-якого такого дешифратора одна й та сама. Відмінність полягає лише у кількості вхідних та вихідних розрядів.
Для того, щоб у короткій формі позначити характеристики конкретного дешифратора, іноді застосовують таке позначення: «Дешифратор 2X4» або «5»«Дешифратор 3X8».Нарис. 1.27показаний спосіб, як за допомогою каскадного з'єднання кількох дешифраторів створити новий дешифратор із формулою «5X32». Перший каскад складається із одного дешифратора (DD1). Цей дешифратор управляє чотирма іншими дешифраторами (DD2-DD5), які становлять другий каскад.
Приклад.
Дешифратор для роботи з так званими двійково-десятковими числами. Двійково-десяткове число-це число, записане в двійковій формі, але приймає значення від 0 (00002) до 10 (10102). Під час роботи з такими числами використовують неповний дешифратор 4X10. Такий дешифратор має чотири входи та всього десять виходів. При подачі на входи такого дешифратора двійкових чисел в діапазоні від 00002 до 10102 активізуються виходи "0"-"9". При цьому мається на увазі, що числа вище ніж 10102 на входи дешифратора подаватися не будуть. Однак нічого не заважає подати на входи дешифратора ці цифри. Як поводитиметься неповний дешифратор у разі, визначається його розробником. Найчастіше у разі всі виходи дешифратора залишаються неактивними. Промисловість виготовляє кілька видів неповних дешифраторів. Наприклад, К555ІД1, К555ІД6, К555ІД10.