Анализ и синтез комбинационных узлов ЭВМ и систем. Дешифратор
Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет
Институт информационных технологий и
управления
Кафедра "Системный анализ и
управление"
Лабораторная работа №1
по дисциплине "Синтез
архитектуры ЭВМ и систем"
на тему "Анализ и синтез
комбинационных узлов ЭВМ и систем. Дешифратор"
Выполнила:
студентка группы 3082/1
Чистова Наталия Андреевна
Проверил:
доцент кафедры САиУ
Громов Виктор
Никифорович
Санкт-Петербург 2013 г.
План
Введение
. Синтез схемы дешифратора 3-разрядного числа
. Изучение принципа работы дешифратора К 155ИД 4 (SN74155)
Вывод
Введение
Цель работы:
Изучить принципы построения и функционирования дешифратора.
Программа работы:
- Синтезировать и начертить схему дешифратора 3-разрядного числа.
Ввести схему дешифратора и проверить его работу.
Изучить принцип работы дешифратора К 155ИД 4 (SN74155).
Начертить схему исследования дешифратора.
Исследовать работу дешифратора К 155ИД 4.
Изобразить монтажную схему дешифраторов К 155ИД 4 и SN74155.
- Выполнить сравнение обозначений выводов микросхем отечественной и
импортной.
1. Синтез схемы дешифратора 3-разрядного числа
Синтез схемы дешифратора 3-разрядного числа в соответствии с
переключательной функцией, приведенной в таблице 1.
Дешифратором называется логическая схема, преобразующая поступающий на ее
входы код числа в управляющий сигнал, формируемый только на том ее выходе,
номер которого соответствует поступившему на входы коду сигнала.
Таблица 1.
№
|
x2
|
x1
|
x0
|
y0
|
y1
|
y2
|
y3
|
y4
|
y5
|
y6
|
y7
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
2
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
3
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
4
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
5
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
6
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
7
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
Для представления данной переключательной функции в аналитической форме
необходимо:
1. Записать сумму произведений всех аргументов, причем число таких
произведений равно числу наборов, на которых данная функция равна единице.
2. Над аргументами, принимающими значения нуля в данном наборе
аргументов, ставятся знаки инверсии.
,
,
,
,
,
,
,
.
Запишем окончательный вид СДНФ:
По полученной СДНФ синтезируем схему дешифратора. Построим схему дешифратора
на основе 3-х входовых логических элементов (см. рис. 1). Результаты работы
схемы можно наблюдать с помощью индикаторов.
Рис. 1 Схема дешифратора 3-разрядного числа.
. Изучение
принципа работы дешифратора К 155ИД 4 (SN74155)
Рассмотрим принцип работы дешифратора К 155ИД 4 (SN74155) (см. рис. 2).
Дешифратор на микросхеме К 155ИД 4 (SN74155) имеет следующее графическое представление (рис. 2):
Рис. 2. Условное обозначение ИС К 155ИД 4
В этом представлении обозначение "DC" указывает на
дешифратор. Кружочки на выводах A0
- A3 и B0 - B3 говорят о том, что этот дешифратор с инверсными
выходами (активный уровень низкий).
Данная микросхема может выполнять следующие функции:
· двойного дешифратора 2 на 4
· дешифратора 3 на 8;
· двойного демультиплексора 1 на 4;
· демультиплексора 1 на 8;
Демультиплексор - это коммутатор, осуществляющий передачу информации из
одного входного канала в тот выходной канал, номер которого задан на входе
демультиплексора.
Микросхема К 155ИД 4 имеет два адресных входа с весами 20=1
и 21=2 (выводы 3 и 13), осуществляющими выбор одного из
выходов группы А и В. Например, если на входы 20
и 21 поданы две единицы, то это означает, что будут выбраны
выходы с номером 3, так как 20+21=1+2=3. В
дешифраторе с выходами группы А используется отдельный стробирующий вход
EA (вывод 14), в дешифраторе с выводами
В - вход EB (вывод 2).
Для демультиплексирования на выходы А используется информационный вход DA (вывод 15), для демультиплексирования
на выходы В - вход DB
(вывод 1).
Если объединить входы DA
(вывод 15) и DB (вывод 1),
то микросхема будет работать как дешифратор 3 на 8, при этом объединенные входы
будут рассматриваться как адресный вход с весом 22=4.
Схема для исследования ИС К 155ИД 4
Рис.
3 Дешифратор К 155ИД 4 (SN74155).
Синтезируем двойной дешифратор 2 на 4, то есть в микросхеме содержится
два дешифратора, каждый из которых имеет два входа и четыре выхода. Для работы
схемы в режиме дешифратора 2 на 4 нужно размокнуть ключи X и Y т.е. подать на входы 2 и 14 нули и замкнуть ключ B (подать единицу на вход 15). Для
работы выходов 2Y достаточно
подать нули на входы 2 и 14, для 1Y - единицы на входы 1 и 15 (замкнуть ключи A и B).
Чтобы схема работала в режиме демультиплексора необходимо подать на входы 2-14
хотя бы одну единицу. Итоговая схема представлена на рис. 4.
Рис. 4 Схема для исследования дешифратора К 155ИД 4.
Если объединить входы 15 и 1, то микросхема будет работать как дешифратор
3 на 8, объединенные входы будут рассматриваться как адресный вход с весом 22=4
(см. рис. 5).
Рис. 5 Дешифратор
К 155ИД 4 в режиме 3 на 8.
Вывод
дешифратор микросхема тестирование multisim
В результате выполнения работы была синтезирована схема дешифратора
3-разрядного числа, данная схема была протестирована с помощью программы
Multisim 8, полученные результаты подтвердили верную работу схемы. Также был
исследован в различных режимах работы серийный дешифратор К 155ИД 4 (SN74155).
В ходе выполнения данной лабораторной работы был синтезирован дешифратор
3-х разрядного числа в соответствии с заданной таблично переключательной
функцией. Так же был исследован зарубежный аналог микросхемы К 155ИД 4.