Преобразователи кодов

КОМБИНАЦИОННЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ

Функциональные узлы комбинационного типа характеризу­ются однозначным соответствием выходных сигналов допусти­мым комбинациям сигналов на входе и не зависят от последователь­ности их смены. Для построения комбинационного функциональ­ного узла должны быть заданы все множество кодов (слов) и соответствующий им набор выходных кодов либо система уравнений, описывающая зависимость каждого разряда выходного кода от независимых входных переменных. Комбинационные схемы строятся либо на основе логических элементов, либо на основе постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), в которые записы­вается таблица преобразования входных слов в выходные.

К ком­бинационным функциональным узлам относятся преобразова­тели кодов, (частным случаем которых являются шифраторы и дешифраторы), мультиплексоры, демультиплексоры, устройства сдвига чисел, комбинационные сумматоры, цифровые компара­торы и др.

 

Преобразователи кодов.

Преобразователи кодов предназначены для перевода чисел из одной формы представления в другую. Например, при вводе информации в ЭВМ необходимо преобразовывать десятичные числа в двоичные, а при выводе информации на индикаторы или печатающее устройство - двоичные или двоично-десятичные коды в коды управления знакогенератором, светодиодными или жидкокристаллическими индикаторными панелями, механизмом печати.

Отправным пунктом для построения преобразователя кодов является таблица соответствия, в которой записывается полный набор входных и соответствующий набор выходных слов. Если входные и выходные слова записаны двоичными символами, то синтез преобразователя кода сводится к нахождению для каждого разряда выход­ного слова булевой функции, устанавлива­ющей связь данного разряда с входными наборами двоичных переменных. Нахожде­ние такой связи и минимизация булевого выражения осуществляются с помощью карт Карно (диаграмм Вейча). На заклю­чительном этапе полученная функция пре­образуется к виду, удобному для реализа­ции в заданном (выбранном) элементом базисе.

Пример 1. Таблица истинности преобразователя двоичного кода 421 в 3-разрядный код Грея.

Десятичное число	Код 421 Х2 х1 х0	Код Грея У2 у1 у0
	0 0 0	0 0 0
	0 0 1	0 0 1
	0 1 0	0 1 1
	0 1 1	0 1 0
	1 0 0	1 1 0
	1 0 1	1 1 1
	1 1 0	1 0 1
	1 1 1	1 0 0

Каждый разряд y_i получаемого на выходе кода является независимой функцией входных наборов x₂ x₁ x₀ , которую необходимо найти и минимизировать.

В результате минимизации можно получить различные варианты преобразователя (а, б, в).

Пример 2. Визуализация двоично-десятич­ных чисел часто производится с по­мощью семисегментных панелей на основе жидких кристаллов или светодиодов широко ис­пользуемых в микрокалькуляторах, электронных часах и т. д. Если сегменты обозначены буквами, как по­казано на рис. 5.3, б, то табл. 5.3 устанавливает соответствие между двоично-десятичным числом и требуемыми для отображения десятичной цифры набором сегментов.

Таблица 5.3

 

Десятичное Число	Код 8421 DCBA	Семисегментный код abcdefg

Схема преобразователя кода 8421 в код семисегментного индика­тора, реализованная на элементах И-НЕ, показана на рис. 5.4.

Рис.5.4