Тема: Цифровые устройства: дешифраторы, регистры, счетчики

Цель: Формирование у студента компетенции ПК-12

Теоретическая часть

Устройства, оперирующие двоичной информацией, подразделяются на два больших класса: комбинационные схемы (дискретные автоматы без памяти) и последовательные устройства (дискретные автоматы с памятью).

Все комбинационные устройства не имеют памяти. Память – свойство системы сохранять в течение требуемого времени значения своих сигналов. Сигналы на выходах комбинационного устройства определяются сочетанием сигналов на входах и не зависят от его предыдущих состояний. Схемным признаком таких устройств служит отсутствие цепей обратных связей. К комбинационным устройствам относятся логические элементы, электронные ключи, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, большинство арифметических устройств.

Последовательные устройства обладают памятью, и выходное состояние этих устройств определяется не только сменой входных сигналов, но и состоянием, в котором устройство было до прихода этих сигналов. Показателем принадлежности устройства к последовательному типу является наличие в нем обратных связей. Простейшими последовательными устройствами являются триггеры. К этому же классу относятся регистры, счетчики, запоминающие устройства. В последовательных устройствах за счет памяти функция переходов определяется состоянием входов и выходов в двух соседних тактах – до и после воздействиях сигналов. Эту пару тактов принято обозначать и . Запись =1 означает, что на выходе Q в интервале времени действует сигнал логической 1. Иногда вместо символов и применяют символы и .

Задачи

1. На дешифратор (рисунок 17.1) при Е = 1 подан код a₃a₂a₁ = 101. На каком выходе будет логическая 1?

2. На дешифратор (рисунок 17.1) при Е = 0 подан код a₃a₂a₁ = 101. На каком выходе будет логическая 1?

Рисунок 17.1

3. На рисунке 17.2 представлено условное обозначение четырехразрядного универсального сдвигающего регистра. Определите, какое из высказываний об этом регистре является ошибочным:

Рисунок 17.2

а) универсальный регистр можно использовать в качестве преобразователя параллельного кода в последовательный, и наоборот;

б) если на управляющем входе V = 1 (сигнал высокого уровня), то регистр производит параллельную запись информации с входов D1 – D4 по сигналу синхронизации на входе C2;

в) вход S служит для последовательного ввода информации в первый разряд регистра;

г) если на управляющем входе V = 0 (сигнал низкого уровня), то регистр работает в режиме сдвига по тактовым импульсам на входе C1.

4. Определите, какое из высказываний о цифровом счетчике (рисунок 17.3) является ошибочным:

а) счетчик осуществляет счет поступающих на его вход Т импульсов;

б) результат счета счетчик хранит до прихода следующего импульса;

в) считывание результата счета может осуществляться в промежутках между импульсами;

г) счетчик состоит из цепочки последовательно включенных триггеров;

д) счетчик преобразует натуральный двоичный код в унитарный;

е) счетчик преобразует унитарный двоичный код в натуральный двоичный код.

Рисунок 17.3

5. Какое из приведенных высказываний является ошибочным?

а) в суммирующем счетчике (рисунок 17.4) прямой выход предыдущего триггера соединяется со входом последующего;

б) выходной код суммирующего счетчика увеличивается на 1 с приходом каждого счетного импульса;

в) в вычитающем счетчике тактовые входы триггеров подключаются к инверсным выходам предыдущих триггеров;

г) выходной код вычитающего счетчика уменьшается на 1 с приходом каждого счетного импульса;

д) в вычитающем счетчике можно осуществить предварительную установку кода, большего K_сч – 1;

е) реверсивный счетчик с изменяемым направлением счета можно выполнить путем введения в состав счетчика мультиплексора, подключающего тактовые вводы триггеров к прямым или инверсным выходам предыдущих триггеров.

Рисунок 17.4

Вопросы к практическому занятию

1. Для чего нужен регистр?

2. Что такое регистр сдвига?

3. По каким признакам можно осуществить классификацию регистров?

4. Назначение дешифратора.

5. Какой код следует установить на входе дешифратора, чтобы возбудить выход № 11?

6. На выходе дешифратора установился код 0110, укажите номер возбужденного входа шифратора.

7. Для чего нужны счетчики?

8. Какие триггеры используются для реализации счетчика.

9. Какие типы счетчиков вы знаете?

10. Сколько триггеров нужно для десятичного счетчика?

11. Объясните принципы работы реверсивного счетчика

Практическое занятие 18