Преобразователи кодов

С ростом объемов запоминающих устройств стало рациональным выполнять преобразователи кодов на основе памяти (табличным методом). Типовые микросхемы (К155ПР6), (К155ПР7) построенных на ПЗУ емкостью 256 бит.

Для преобразователей большей  разрядности собираются схемы с  каскадированием рассмотрим шестиразрядных преобразователей.

 

 

Рисунок 2.1- Схема преобразователя  прямого кода в дополнительный

 

Схемы для преобразования двух или 3 двоично-десятичного кода (рис. 2.2 а, б) содержат  соответственно 2 и 6 микросхем ПЗУ и имеют логическую глубину 2 и 5. условное обозначение преобразователей кодов показано на рис. 3.2 а.

   

а)      б)

Рисунок 2.2 - Условное обозначение преобразователя кодов (а) и схема преобразователя двух (б) тетрад двоично-десятичного кода

 

Покажем правильность функционирования схемы на рис. 2.2, б. Анализ работы требует  знания таблицы её функционирования.

Здесь приведена лишь часть таблицы шестиразрядного преобразователя , однако при необходимости легко получить любую строку этой таблицы, по следующей закономерности: в пяти строках таблицы строки совпадают со входами; в пяти следующих строках выходное слово есть входное, из которого вычитается 3; в пяти следующих для получения выходного слова нужно вычесть из входного 6; и, наконец, в пяти последних строках выход равняется входу за вычетом 9.

Возьмём для примера  число 55, которое в двоично-десятичном коде выражается словами рис. 2.3, показаны сигналы, появляющиеся на выходах и входах шестиразрядных преобразователей при подаче на схему двоично-десятичного кода числа 55, свидетельствующие о правильности функционирования схемы.

 

Таблица 2.1

 

Числа	Входы а5а4а3а2а1	Строб	Выходы z5z4z3z2z1
0,1	00000	1	00000
2,3	00001	1	00001
4,5	00010	1	00010
6,7	00011	1	00011
8,9	00100	1	00100
10,11	01000	1	00101
12,13	01001	1	00110
14,15	01010	1	00111
…
38,39	11100	1	10011

 

 

 

Рисунок 2.3 - Пример преобразования конкретного кода

 

С помощью каскадирования строятся  и схемы большей разрядности. При этом для преобразователя шести тетрад, например, требуется 28 микросхем, а логическая глубина схемы равна 13.

 

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

Код Грея образован последовательностью  двоичных чисел, в которых два  любых соединенных числа (первое и последнее число также считаются соседними) отличаются  только одним разрядом.

Пусть необходимое построение преобразователя  двоичного кода 421 в трехразрядный  код Грея. Запишем таблицу соответствия (таблица 3.1).

 

Таблица 3.1 – Таблица соответствия

 

чмсло	421 X2X1X0	Грея Y2Y1Y0
0	000	000
1	001	001
2	010	011
3	011	010
4	100	110
5	101	111
6	110	101
7	111	100

 

Каждый разряд y_i получаем на выходе кода является независимой функцией выходных наборов x₂x₁x₀ которые необходимо найти и мини-мизировать. Для этого воспользуемся картами Карно, записав в клетки карты значения y_i для каждого из наборов:

Соответствующие выражения (3.1) – (3.3) можно получить различные  варианты преобразователей (рис. 3.1, а, б, в).

 

Таблица 3.2

 

	00	01	11	10
0	0	1	1	1
1	0	1	0	1

 

, (3.1)

 

Таблица 3.3

 

	00	01	11	10
0	0	0	1	1
1	1	1	0	0

 

, (3.2)

 

Таблица 3.4

 

	00	01	11	10
0	0	0	0	0
1	1	1	1	1

 

 (3.3)

 

   

 

а)   б)

в)

Рисунок 3.1- Варианты схем преобразователя

Выбор наилучшего варианта реализации производит разработчик, руководствуясь техническими соображениями.

Аналогично используя  ту же таблицу можно выполнить  обратное преобразование кода Грея в код 421.

 

Таблица 3.5

 

	00	01	11	10
0	0	0	1	1
1	1	1	0	0

 

, (3.4)

 

Таблица 3.6

 

	00	01	11	10
0	0	1	0	1
1	1	0	1	0

 

,                        (3.5)

 

Таблица 3.7

 

	00	01	11	10
0	0	0	0	0
1	1	1	1	1

 

 (3.6)

На рис. 3.2 показан один из возможных вариантов преобразования кода Грея в двоичный код 421.

Рисунок 3.2 – Преобразователь кода Грея в код 421

 

4 РАСЧЕТ СХЕМЫ НА  ЭВМ

 

При помощи современных  САПР была проведена проверка правильности функционирования схемы на ЭВМ, используя Electronics Workbench.

 

 

Рисунок 4.1 – Схема  преобразователя кодов

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данной курсовой работе был рассмотрен преобразователь  кодов , приведены его схемы, а также промоделирована работа в программе Electronic Work Bench. Были приведены таблицы истинности для этих схем.

Передача информации выполняется с помощью кодов, которых несколько видов. Была приведена  таблица соответствия этих кодов  и наборов их выходных и входных сигналов.

Среди независимых двоичных кодов  применение находят такие, у которых переход к соседнему числу сопровождается изменением только в одном разряде (коды с обменной единицей). Это широко распространенный код Грея. Он позволяет существенно сократить время преобразования, упростить кодирующую логику, а также повысить эффективность защиты от нежелательных сбоев при переходах выходного кода.

 

 

 

 

 

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

 

1. Зубчук В.И. Справочник  по цифровой схемотехнике. – М.:Высш.шк., 1979. – 425 с.

2. Угрюмов Е.П. Проектирование  элементов и узлов ЭВМ. –  М.:Наука, 1981. – 380 с.

3. Батушев О.Н., Виниаминов  Е.В. Микросхемы и их применение. – Мн.:Беларусь, 1996 с.

4. Изделия электронной  техники. ЛебедевО.Н. и др.- М.: Высш.шк., 1978, 267 с.

5. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/М.И. Богданович, И.Н. Грель,  С.А. Дубина и др.- Минск: Беларусь, Полымя. 1996.- 605 с.

6. Остроухов В.Д. Конспект  лекций по курсу «Теория, расчет  и проектироване биотехнических аппаратов и систем» - Харьков ХИРЭ 1993. – 132с.

					Преобразователь кодов Схема электрическая принципиальная	Лит.			Масса	Масштаб
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		У			---	---
Разработал		Кузьменко В.И..
Проверил		Прасол И.В..
						Кафедра БМЭ
Н.контроль

 

 

Поз.   обозн.			Наименование					Кол.		Примечание
			Микросхемы
						ГЮИК.7.090.804.26 ПЭ3
Изм	Лист	№ документа		Подпись	Дата
Разработал		Кузьменко В.И..				Преобразователь кодов   Перечень элементов	Лит.			Лист	Листов
Проверил		Прасол И.В..					У				1
							Кафедра БМЭ
Н.контроль
Утвердил