 |
|
Цифровий компаратор
Перетворювач кодів
В цифровій техніці застосовуються різноманітні методи кодування інформації. Цю задачу на апаратному рівні вирішують комбінаційні пристрої – перетворювачі кодів.
Перетворювачем коду називається комбінаційний пристрій, призначений для зміни виду кодування інформації.
Як і будь-який комбінаційний пристрій перетворювач коду характеризується таблицею істинності, яка ставить у відповідність кодам, що подаються на вхід, коди, що знімаються з виходу комбінаційного пристрою. Слід зазначити, що в цій таблиці в загальному випадку число розрядів вхідного і вихідного кодів може не співпадати. Головне – вона повинна давати однозначну відповідність різних кодів.
Частим випадком перетворювача кодів є шифратори та дешифратори.
Шифратором, або кодером, називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з десяткової СЧ (системи числення) в двійкову. Входам шифратора послідовно надаються значення десяткових чисел, тому подача активного логічного сигналу на один з входів сприймається шифратором як подача відповідного десяткового числа. Цей сигнал на вході шифратора перетворюється в двійковий код. Згідно цього, якщо шифратор має n виходів, число його входів повинно бути не більше ніж 2n. Шифратор що має 2n входів та n виходів називається повним. Якщо число входів шифратора менше ніж 2n, він називається неповним.
Дешифратором, або декодером називають комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з двійкової системи числення в десяткову. Згідно визначення дешифратор відноситься до класу перетворювачів кодів. Тут також кожному вхідному двійковому числу відповідає сигнал, що формується на відповідному виході пристрою. Таким чином дешифратор виконує операцію, зворотну шифратору. Якщо кількість адресних входів дешифратора n пов’язана з числом виходів m співвідношенням m=2n, то дешифратор називається повним. В іншому випадку тобто, коли m<2n, дешифратор називається неповним.
Цифровий компаратор
Цифровим компаратором називається комбінаційний логічний пристрій, призначений для порівняння чисел, представлених у вигляді двійкових кодів.
Число входів компаратора визначається розрядністю кодів, що порівнюються. На виході компаратора зазвичай формується три сигнали:
F=- рівність кодів;
F>- якщо числовий еквівалент першого коду більше ніж другого;
F<- якщо числовий еквівалент першого коду менше ніж другого.
Аналізуючи наведені вирази з точки зору зменшення апаратних витрат на реалізацію, слід зазначити, що зручніше було б отримати значення F> та F<, а F= - реалізувати як їх функцію.
На практиці часто доводиться зіткатися із задачею порівняння багато розрядних двійкових кодів. Записавши таблицю істинності, можна синтезувати логічну схему відповідного пристрою. Однак при збільшенні числа вхідних змінних зробити це досить складно. В такій ситуації зручно застосовувати методи так званого блочного конструювання, або декомпозиції задачі. Суть такого підходу полягає в розбитті складної задачі на ряд більш простих, рішення яких може бути виконано більш доступними засобами. Далі, з використанням отриманих результатів, відбувається рішення початкової задачі
Тригери
Під час обробки цифрової інформації виникає необхідність у записі двійкових слів і їх тимчасовому зберіганні.
Оскільки двійкове слово - це набір нулів і одиниць, то для зберігання одного розряду цього слова потрібно елемент, який може знаходитися в двох чітко помітних станах, одне з яких трактують як нульове, а другий як одиничне.
Тригер – це логічна схема зі зворотними зв’язками, яка має два стійких
стани і під дією вхідного сигналу стрибком переходить з одного стійкого стану в інший.
Тригер можна розглядати як найпростіший цифровий автомат з
пам’яттю, який здатен зберігати 1 біт ( binary digit – двійкову цифру)
інформації.
В основі будь-якого тригера лежить кільце з двох інверторів. Тригер
має два виходи: прямий Q та інверсний Q . Кількість входів залежить від структури і функцій, виконуваних тригером.
Існує велике різноманіття тригерів. Основна відмінність їх один від одного полягає в характері управління або в способі запису інформації, хоча існує і багато інших класифікацій їх. Найбільш поширення в даний час отримали такі різновиди тригерів, що відрізняються характером управління:
Найпростіші RS -тригери;
RS -тригери з керованим записом (шляхом завантаження);
Найпростіші (прозорі) D -тригера (засувки, фіксатори);
Синхронні RS -тригери;
Синхронні D -тригери;
JK -тригери;
T -тригери;
Основою побудови будь-якого різновиду тригера є найпростіший RS -тригер.