Принцип работы цифровых модулей
Лабораторная работа №5
по курсу «Цифровые устройства и микропроцессоры»
на тему: «Исследование мультиплексоров, шифраторов и дешифраторов на интегральных микросхемах»
Саранск 2009
Лабораторная работа № 5
Исследование мультиплексоров, шифраторов и дешифраторов на интегральных микросхемах
Цель работы: изучить принцип работы мультиплексоров, шифраторов и дешифраторов на интегральных микросхемах, выполнить анализ временных диаграмм взаимодействия различных цифровых модулей.
Краткие теоретические сведения
Общие сведения
Шифратор преобразует входной сигнал, представленный в виде одного активного уровня n-разрядного кода в унитарный двоичный код. На вход приоритетного шифратора могут подаваться несколько активных уровней, при этом на его выходе формируется двоичный код старшего разряда.
Дешифратором (декодером) называют устройство с несколькими входами и выходами, у которого определенным комбинациям входных сигналов соответствует активное стояние одного из выходов. Дешифратор, соответственно, можно рассматривать как обращенный по входам демультиплексор, у которого адресные входы стали информационными, а бывший информационный вход, на который подается напряжение определенного уровня поддерживает напряжение выходных выводов в активном состоянии.
Мультиплексор – это такое комбинационное устройство, логическое состояние выводов которого зависит от комбинации сигналов на входах. Мультиплексор предназначен для коммутации цифровых сигналов, поступающих на несколько входов и один выход.
Демультиплексор служит в качестве коммутаторов, распределителей сигналов и синхроимпульсов для ограничения адресных импульсов в алгебре логики. Они также служат для преобразования двоичного кода в десятичный, для управления печатных устройств.
Принцип работы цифровых модулей.
Микросхема К155ИВ3 представляет собой шифратор. Его условное обозначение и цоколевка показаны на рис.1. Шифратор имеет девять адресных входов 
и генерирует выходной двоичный код на четырех выходах 
Если на один из адресных входов подано напряжение низкого уровня, то на выходах появится соответствующий двоичный код (активные уровни - низкие). Адресные входы – приоритетные, высший приоритет у входа 
. Нуль кодируется на выходе, если на все девять входов подать напряжение высокого уровня, так как нулевого входа нет. Состояния микросхемы ИВ3 приведены в таблице 1.
Рис. 1. Цоколевка м/с 155ИВ3.
Таблица 1. Таблица состояний м/с 155ИВ3.
| Входы | Выходы | |||||||||||
 |  |  |  |  |  |  |  | |  |  |  |  |
| Х | Х | Х | Х | Х | Х | Х | Х | |||||
| Х | Х | Х | Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | Х | Х | |||||||
| Х | Х | Х | Х | Х | ||||||||
| Х | Х | Х | Х | |||||||||
| Х | Х | Х | ||||||||||
| Х | Х | |||||||||||
| Х | ||||||||||||
Микросхема К155ИД1 – это двоично-десятичный высоковольтный дешифратор сигнала 1 из n, где n- разряд выходного сигнала. Его условное обозначение и цоколевка приведены на рис.2. Он предназначен для преобразования двоичного кода в десятичный и управления цифрами газоразрядного индикатора. Дешифратор состоит из логических схем, выполненных на элементах ТТЛ и десяти высоковольтных транзисторах, у которых переход подложка – скрытый слой коллектора образует лавинный диод, фиксирующий потенциал коллектора на определенном уровне. Он принимает входной 4-х разрядный код (активные уровни - ни напряжение низкого уровня по одному из десяти выходов 
(активный уровень - низкий). На выходы поступают числа от 0 до 9 в двоичном коде. Коды, эквивалентные числам от 10 до 15,отключают вывода. Состояния микросхемы ИД1 приведены в таблице 2.
Рис.2. Цоколевка м/с 155ИД1. Рис.3. Цоколевка м/с 155КП7.
Микросхема К155КП7 представляет собой восьмиканальные мультиплексоры со стробированием. Цоколевка и условное обозначение микросхемы КП7 приведены на рис.3. Стробирование осуществляется по входу 
(активный уровень - низкий). Если на входе напряжение низкого уровня, то КП7 работает как мультиплексор. Если на входе напряжение высокого уровня, то на выходах 
и 
установятся напряжения низкого и высокого уровня соответственно. Состояния мультиплексора приведены в таблице 3.
Таблица 2. Состояния м/с 155ИД1.
| Десятичные числа | A0 | A1 | A2 | № выхода | Выход с низким уровнем «0» | |||||||
Таблица 3. Состояния м/с 155КП7.
| Адресные входы | Разрешающий вход | Выходы | |||
| S2 | S1 | S0 | |  |  |
| Х | Х | Х | |||
| I1 | | ||||
| I2 | | ||||
| I3 | | ||||
| I4 | | ||||
| I5 | | ||||
| I6 | | ||||
| I7 | | ||||
| I8 | |