Общие сведения о мультиплексорах и дешифраторах (преобразователях кода).

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ, ДЕШИФРАТОРЫ

Цель работы – ознакомиться с устройством, работой и областью применения мультиплексоров и дешифраторов

 

Общие сведения о мультиплексорах и дешифраторах (преобразователях кода).

Мультиплексор называется устройство, предназначенное для коммутации (выбора) сигналов от нескольких источников на один выход в задаваемой очередности. Мультиплексор имеет две группы входов: информационные и адресные. На информационные входы поступает сигнал от соответствующих источников сигнала, а на адресные входы подается код, в соответствии с которым тот или иной информационный вход подключается к выходу. Условное обозначение мультиплексора содержит символ MX (от англ. multiplex - многократный). Отечественные дешифраторы обозначаются символом КП.

Дешифратором называется устройство, у которого некоторой комбинации сигналов на входах ставится в соответствие сигнал на одном из выходов. Обычно дешифраторы преобразуют двоичный код в позиционный код. Дешифратор позволяет определить, в каком состоянии находится цифровое устройство (регистр, ОЗУ, счетчик и т.д.). Дешифратор называется полным, если число выходов дешифратора совпадает с числом возможных комбинаций входных сигналов (для n входных сигналов число комбинаций 2ⁿ). Дешифратор называется неполным, если число выходов дешифратора меньше 2ⁿ. Условное обозначение дешифратора содержит символ DC (от англ. decoder). Отечественные дешифраторы имеют символ ИД.

В цифровой технике применяют различные коды. Для преобразования одного кода в другой применяют преобразователи кодов. Преобразователем кодов называется устройство, которое некоторой комбинации сигналов на входах ставит в соответствие другую комбинацию сигналов на выходах. Условное обозначение преобразователя кода имеет символ X/Y.

Задание 1. Изучить принцип действия схемы опроса информационных каналов.

С помощью мультиплексора можно создать схему опроса информационных каналов. На рис. 8.1 приведена функциональная схема, позволяющая понять принцип опроса восьми информационных каналов. Выбор того или иного канала производится с помощью мультиплексора микросхемы К555КП15 (на схеме обозначается символом MX). Мультиплексор имеет восемь информационных входов D0 - D7. В приведенной схеме опроса сигналы в виде лог. 0 или лог. 1 поступает на входы D0 - D3 от двоичного счетчика (обозначается символом СТ2). Наличие сигналов определяется по свечению светодиодов на выходах счетчика. На остальных входах D4 - D7 сигналы определяется внешними соединениями каждого из этих входов с общим проводом «┴» (лог. 0) или питанием «+5 В» (лог. 1).

Входы 1, 2 и 4 являются адресными. Кодовая комбинация на этих входах определяет номер информационного канала, который подключается к выходу мультиплексора. В данной схеме опроса код на адресные входы поступает от двоично-десятичного счетчика (обозначается символом СТ10) и определяется по свечению светодиодов на выходах счетчика.

Мультиплексор имеет прямой выход (соединен со светодиодом) и инверсный (не используется). Прямой и инверсный выходы мультиплексора активны при лог. 0 на входе Е0 и переходят в высокоимпендансное состояние, если на вход Е0 подать при лог. 1.

Кроме двоичного кода состояние двоично-десятичного счетчика СТ10 определяется с помощью десятичного числа. Для этого двоичный код преобразуется дешифратором в код для 7-ми сегментного индикатора. Преобразование осуществляется преобразователем кода микросхемы К555ИД18 (на схеме обозначается символом X/Y). Входы 1, 2, 4, и 8 преобразователя кода соединяются с соответствующими разрядами на выходе двоично-десятичного счетчика. Выходы a – f соединяются с соответствующими входами индикатора.

Режим работы используемого преобразователя кода определяется управляющими сигналами, подаваемые на входы Е, К и Е0. Обычный режим преобразования входного кода осуществляется при подаче на входы Е0 и К лог. 1, вход Е можно оставить свободным, так как в состав микросхемы входит резистор, включенный между входом Е и питанием +5 В.

Если на вход Е подать лог. 0, то независимо от управляющих сигналов на других входах, все сегменты индикатора погаснут.

Если на вход К подать лог. 0, а вход Е оставить свободным, то независимо от управляющих сигналов на остальных входах все сегменты индикатора светятся

Особый режим работы индикатора происходит при подаче лог. 0 на вход Е0. В этом случае при поступлении на входы 1, 2, 4, 8 кода, соответствующего цифрам 1-9, происходит индикация этих цифр. При поступлении кода цифры 0 - внутри микросхемы на вход Е поступает лог. 0 и происходит гашение всех сегментов индикатора. Такой режим индикации используется при необходимости гашения всех незначащих нулей в старших разрядах. Поэтому, если нет необходимости гасить ноль – на управляющий вход Е0 подается лог. 1.

 

Рис. 81. Схема опроса восьми информационных каналов

 

 

Задание 2. Определить коды подключения информационных каналов мультиплексора.

Соберите на стенде схему опроса восьми информационных каналов, представленную на рис. 8.1. Пунктирными линиями показаны соединения внешними проводами. Сделайте так же все дополнительные соединения, необходимые для правильной работы микросхем.

Для определения кода, соответствующего подключению того или иного информационного входа к выходу мультиплексора, необходимо на выбранный вход подать лог. 1 (на остальные входы – лог. 0). Изменяя с помощью двоично-десятичного счетчика (СТ10) коды на адресных входах мультиплексора, определите код, при котором выбранный информационный вход мультиплексора соединится с выходом мультиплексора. Полученные результаты занесите в табл. 8.1.

 

Таблица 8.1.

Информационные входы мультиплексора	Код на адресных входах мультиплексора	Показания индикатора
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

 

Задание 3. Составить таблицу соответствия между двоичным кодом и кодом для 7-ми сегментного индикатора.

Сбросьте двоично-десятичный счетчик (СТ10) в ноль. Подавая на его вход счетные импульсы, поставьте в соответствие коды на входе преобразователя кода и на его выходе. Сопоставьте их с показаниями десятичного индикатора. Полученные результаты занесите в таблицу 8.2.

Код на входе преобразователя кода определяется по свечению светодиодов, а на выходе - по свечению сегментов индикатора. На рис. 8.2 представлено стандартное обозначение сегментов 7-ми сегментного индикатора. Необходимо помнить, что свечение светодиода или сегмента индикатора соответствует лог. 0 в их точке соединения с микросхемой и лог. 1 - если они не светятся.

 

Таблица 8.2

Показания индикатора	Код на входе преобразователя	Код на выходе преобразователя
8	4	2	1	a	b	c	d	e	f	g

 

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое позиционный код?

2. Что такое высокоимпендансное состояние выходов микросхем? Где оно используется?

3. Рассказать принцип действия схемы опроса информационных каналов, представленную на рис. 8.1.

4. Назначение и логика работы мультиплексора.

5. Назначение и логика работы преобразователя кода.

 

Отчет по лабораторной работе должен включать:

1. Исследуемые схемы на основе логических элементов.

2. Результаты измерений, сведенные в соответствующие таблицы.

3. Выводы по каждой схеме.

4. Ответы на контрольные вопросы.

 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Цифровые устройства и микропроцессоры. Нарышкин Ф.К., М.:Академия, 2007, 320с.

2. Информационно-измерительная техника и электроника. Под редакцией Раннева Г.Г., М.:Академия, 2007, 520с.