КМОП – технологии – К176, К561, К564
ЭСЛ – технологии – К500, К1500.
Ознакомиться с типами технологии микросхем можно в [1, с. 114-123].
Задача № 2
Для выполнения необходимо изучить теорию темы ‘Шифраторы” [Л1, с. 181-184).
Варианты заданий приведены в таблице 6.
Таблица 6
| № варианта | Вводимая информация число/слово | Выходы шифратора | Логические элементы для схемы | Тип технологии ИМС | Буква или цифра контроля | |||
| X8 | X4 | X2 | X1 | |||||
| ИЛИ-НЕ | ЭСЛ | |||||||
| С Н Е Г 5 13 0 4 | И-НЕ | КМОП | Н | |||||
| Р У С Ь 8 2 7 5 | ИЛИ | ТТЛ | С | |||||
| Н Е В А 6 9 12 3 | ИЛИ-НЕ | ТТЛШ | В | |||||
| З Е Б Р А 11 2 7 0 4 | И-НЕ | ЭСЛ | ||||||
| ИЛИ | КМОП | |||||||
| Р О З А 14 5 2 10 | ИЛИ-НЕ | ТТЛ | А | |||||
| Б Е Р Ё З А 3 9 4 15 7 2 | И-НЕ | ТТЛШ | Р | |||||
| Ч У Д О 6 4 13 8 | ИЛИ | ЭСЛ | Д | |||||
| ИЛИ-НЕ | КМОП |
Требуется:
- В соответствии с вариантом задания записать двоичный код цифр чисел или букв слова. Эта информация должна быть на выходе.
- Определить количество входов и выходов шифратора. Изобразить его условно-графическое обозначение в схемах (УГО).
- Составить таблицу истинности (работы) шифратора.
- Записать уравнения для заданной логической операции.
- Составить схему на логических элементах (ЛЭ).
- Выполнить на схеме проверку для заданной цифры или буквы.
- Выбрать из справочной литературы микросхему шифратора заданного типа технологии. Изобразите её УГО и определите назначение выводов.
Методическое указание по выполнению задачи №2
Шифратор предназначен для кодирования входной информации: букв, цифр, различных символов, знаков. Это клавишное устройство. Ввод информации производят нажатием клавиш с различными обозначениями.
Входная информация преобразуется шифратором в двоичный код.
Для выполнения п.1 заданные цифры записать двоичным кодом.
Пример.
Числа: “5”- (101)2
“9”- (1001)2
“15”- (1111)2
Направление записи числа.
Для кодирования букв – аналогично.
Для п.2 количество входов определяют по числу букв в слове или цифр в числе.
Количество выходов по количеству разрядов в “2” коде п.1.
Пример 1.
Для числа: 29571 – (5 цифр - входы) – шифратор должен иметь 5 входов и 4 выхода наибольшее число – 9 = (1001)2 – 4 разряда – выходы.
Аналогично для слова:
Пример 2.
М И Р Шифратор будет и иметь 3 входа и 4 выхода.
13 7 3 – код букв
(1101)2 – 13
(111)2 - 7
(011)2 – 3
Рис. 13. УГО шифратора для примера 1.
Для выполнения п.3 составьте таблицу 7.
Таблица 7
| Число или слово | Входы | Выходы | |||
| “У…” | X8 | X4 | X2 | X1 | |
| 13 - М | У0 | ||||
| 7 - И | У1 | ||||
| 3 - Р | У2 |
Для выполнения п.4 для выходов следует записать сначала уравнения через операцию ИЛИ.
Пример (таблица 7) – запись по “1” для “У”.
X8=У0
X4=У0 
У2
X2=У1 У2
X1=У0 У1 У2
Учитывая задание переводим уравнения в базис ИЛИ-НЕ или И-НЕ.
Пример X8 – не переводят.
на ЛЭ ИЛИ-НЕ .
.
.
на ЛЭ И-НЕ
.
.
.
Для выполнения п.5 требуется составить схему шифратора на логических элементах заданного типа схема приведена для примера .
К Л А В И Ш И
|
Рис. 14. Схема шифратора на логических элементах ИЛИ-НЕ
В схеме шифратора на ИЛИ-НЕ все выходы инверсные, т.е. кодирование будет в обратном коде по отношению к заданному.
В схеме на И-НЕ – выходы в прямом коде.
Для п.6 проверка для буквы “М” на рис.14.
Обр. код 0010 – задан 1101.
Следует учесть при проверке работы схемы. Следующее: если в уравнениях над “У…” – инверсия, то это значит активный входной уровень напряжения “0”, если “У…” – без инверсии, то – “1”.
Активный уровень возникает при нажатой клавише.
Для п.7 – работа со справочником по микросхемам.
При выборе ИМС с учётом заданного типа технологии (таблица 6) следует руководствоваться маркировкой.
Пример: 
Серии ИМС от технологии перечислены в задаче 1.
Изобразить выбранную микросхему, определить назначение выводов и основные параметры шифратора.
Задача № 3.
Рекомендуется изучить материал по теме “Дешифраторы” [1, с.184-187]. Задание для вариантов в таблице 8.
Дешифратор преобразует входной двоичный код в одиночный сигнал на определенном выходе.
Максимальное количество выходов определяют по формуле:
Nмакс.=2n, где: n – количество входов.
Указывая количество входов и выходов определяем структуру схемы:
2Вх. 
4Вых., 3 8, 4 16, 5 32.
В таблице для всех вариантов приведена структура 3Вх. NВых..
Выходы обозначены “У…”.
Таблица 8
| Входы дешифратора | Указаны № выходов, для которых У…=1. | |||||||||||
| X4 | X2 | X1 | Варианты | |||||||||
| У3 | - | У2 | - | У7 | - | У6 | У3 | - | У1 | |||
| - | У1 | - | У7 | У6 | У8 | - | - | У2 | - | |||
| У5 | У2 | - | У2 | У5 | У2 | - | У7 | У3 | - | |||
| - | - | У1 | - | У4 | - | У2 | - | У7 | У3 | |||
| У7 | - | У6 | У4 | У3 | У5 | У1 | - | - | У2 | |||
| - | У4 | - | У1 | - | У4 | У5 | У4 | - | - | |||
| - | - | У5 | У3 | - | У7 | У3 | - | У6 | У8 | |||
| У1 | У8 | У7 | - | - | У1 | У8 | У1 | У5 | - | |||
| Логические элементы для схемы | И-НЕ | И | ИЛИ-НЕ | И | И-НЕ | ИЛИ-НЕ | И | И-НЕ | ИЛИ-НЕ | И | ||
| “2” код вх. для проверки сх. | ||||||||||||
| Тип технологии ИМС | ТТЛ | ЭСЛ | КМОП | ТТЛШ | ТТЛ | ЭСЛ | КМОП | ТТЛШ | ТТЛ | ЭСЛ |
В соответствии с вариантом задания следует выполнить пункты:
- Приведите УГО дешифратора, имеющего указанное в таблице 8 количество входов и выходов, сохраняя нумерацию.
- Составьте таблицу истинности.
- Запишите логические выражения для указанных выходов “У…” через операцию “И”.
- Выполните схему на заданных логических элементах.
- На схеме выполните проверку работы схемы для заданного “2” кода.
- Из справочника по микросхемам выберите дешифратор заданного типа технологии.
Методическое указание по выполнению задачи №3
Для выполнения п.1 необходимо подсчитать количество выходов для вашего варианта. Это число может быть 4, 5 или 6.
УГО приведено на рис. 15.
Входы Выходы
Рис. 15. УГО дешифратора
Для п.2 таблица истинности 9 (пример).
Таблица 9
| Входы | Выходы | ||||||
| X4 | X2 | X1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y7 | Y8 |
Значения X4, X2, X1 и “У…” берутся из таблицы 8.
Пример (см. табл. 8) Для варианта №1 для выхода У3=1 вх. Комбинация будет “000” для “У5” – “010” и т.д.
Для п.3 запишите уравнения для указанных выходов через операцию “И”.
Пример (таблица 9)
Инверсию ставят над X…=0.
.
.
.
Для выполнения п.4 – составление схемы дешифратора на заданных логических элементах.
Для ИЛИ-НЕ и И-НЕ требуется перевести уравнения в заданный базис:
Примеры перевода:
- для ИЛИ-НЕ.
- для И-НЕ.
Схема выполняется по полученным уравнениям на заданных логических элементах (см. зад. 1).
Рис. 16. Схема дешифратора на логических элементах И-НЕ
Схема на ИЛИ-НЕ или на И выполняются аналогично.
Для п.5 из таблицы 8 берёте “2” код для проверки схемы, подаёте его на входы схемы и должны получить “1” и “0” на заданном для этого кода выходе.
Для п.6 из справочника по микросхемам [ ] выберите и изобразите дешифратор заданного типа технологии. Укажите назначение выводов.
Пример маркировки микросхем дешифраторов:
№ серии других технологий указаны в задаче 1.
Список используемой литературы
1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. Изд-во «Связь», 1987 или 1997.
2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М., «Радио и связь», 1987.
3.Интегральные микросхемы. Справочник. М., «Радио и связь», 1984.