Изучение принципа работы дешифратора 3х8 в основном режиме

Краткие теоретические сведения

Комбинационные схемы. Комбинационной схемой называется логическая схема, реализующая однозначное соответствие между значениями входных и выходных сигналов. Для реализации комбинационных схем используются логические элементы, выпускаемые в виде интегральных схем. В этот класс входят интегральные схемы дешифраторов, шифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров, сумматоров.

Дешифраторы. Дешифратор - логическая комбинационная схема, которая имеет n информационных входов и 2 ⁿ выходов. Каждой комбинации логических уровней на входах будет соответствовать активный уровень на одном из 2 ⁿ выходов. Обычно n равно 2,3 или 4. На рис. 1 изображен дешифратор с n = 3, активным уровнем является уровень логического нуля. На входы С, В, А можно подать следующие комбинации логических уровней: 000, 001, 010... 111, всего 8 комбинаций. Схема имеет 8 выходов, на одном из которых формируется низкий потенциал, на остальных - высокий. Номер этого единственного выхода, на котором формируется активный (нулевой) уровень, соответствует числу N, определяемому состоянием входов С, В, А следующим образом:

.

Например, если на входы подана комбинация логических уровней 011, то из восьми выходов микросхемы (Y_O, Y₁...Y₇) на выходе с номером N =3 установится нулевой уровень сигнала (Y₃= 0), a все остальные выходы будут иметь уровень логической единицы. Этот принцип формирования выходного сигнала можно описать следующим образом:

Рис. 1. Схема демультиплексора 3х8

Помимо информационных входов А,В,С дешифраторы обычно имеют дополнительные входы управления G. Сигналы на этих входах, например, разрешают функционирование дешифратора или переводят его в пассивное состояние, при котором, независимо от сигналов на информационных входах, на всех выходах установится уровень логической единицы. Можно сказать, что существует некоторая функция разрешения, значение которой определяется состояниями управляющих входов. Разрешающий вход дешифратора может быть прямым или инверсным. У дешифраторов с прямым разрешающим входом активным уровнем является уровень логической единицы, у дешифраторов с инверсным входом — уровень логического нуля. На рис. 1 представлен дешифратор с одним инверсным входом управления. Принцип формирования выходного сигнала в этом дешифраторе с учетом сигнала управления описывается следующим образом:

.

У дешифратора с несколькими входами управления функция разрешения, как правило, представляет собой логическое произведение всех разрешающих сигналов управления. Например, для дешифратора 74138 с одним прямым входом управления G₁ и двумя инверсными G₂A и G₂B (рис. 2) функции выхода Y_i и разрешения G имеют вид:

Рис. 2. Схема дешифратора 74138 с двумя управляющими входами

Порядок выполнения работы

Изучение принципа работы дешифратора 3х8 в основном режиме

1.1. соберите схему (рисунок 1)

Рис. 1. Схема исследуемого дешифратора

1.2. Установите дешифратор в рабочий режим G1 = 1.

1.3. Заполнить таблицу истинности для всех комбинаций сигналов информационных входах А В С и соответствующих им выходов дешифратора (таблица 2).

1.4. Построить временную диаграмму, поясняющую принцип работы дешифратора.

1.5.Используя суммирующий двоичный счетчик из прошлой лабораторной работы в качестве генератора комбинационного кода сравнить результаты работ. Сделать выводы по работе.

Таблица 2

Контрольные вопросы

1. Что такое дешифратор?

2. Как зависит работа дешифратора от управляющего входа G?

3. Какой принцип работы дешифратора 3х8 (по полученным временным диаграммам)?