Принцип работы дешифратора: схема, разновидности
В компьютеризированных системах управления, ЭВМ и цифровой технике одними из важнейших элементов построения электронных микросхем являются дешифраторы.
Так, дешифратор (или декодер) – это логическое комбинационное устройство, служащее для преобразования двойного двоичного кода в сигнал управления в десятичной системе исчисления на одном из выходов.
Принцип работы дешифратора
Обычно дешифратор имеет n-входов и 2n выходов, при этом n — разрядность дешифрируемого кода. Определенной комбинации на входе соответствует активный сигнал на одном из выходов, или при сигнале «00» — мы имеем «1» на нулевом выходе схемы; при «01» имеем — «1» на первом выходе, сигнал «10» трансформируется в 1 – на втором выходе и т.д. Другими словами, эти элементы схем могут преобразовывать двоичный код в различные системы исчисления (это может быть десятичная, шестнадцатеричная и пр.), поскольку все зависит от конкретной задачи, выполняемой микросхемой.
В стандартные типы дешифраторов входят модели на 4, 8 и 16 выходов, при этом на выходе — 2, 3 и 4 разрядов входного кода. Входы дешифраторов называют часто адресными, и на схемах нумеруют 1,2,4,8, при этом цифра соответствует весу двоичного кода. Сигнал на выходе 1,2,4,8 устанавливает номер активного выхода. С1,С2 – входы разрешения (или стробирования), которые работают с условием «и». Сигнал на этом входе сообщает о моменте срабатывания дешифратора. Также их можно использовать для увеличения разрядности логических устройств.
Основные разновидности дешифратора
Существует несколько разновидностей дешифраторов:
— прямоугольные;
— матричные;
— пирамидальные.
Матричные являются типовыми, наиболее простыми разновидностями дешифраторов, на их основе строятся различные более сложные схемы. В прямоугольных реализуется ступенчатая дешифрация. Входной сигнал условно разбивается на группы, каждая из которых обрабатывается отдельными матричными дешифраторами. На последующих ступенях дешифрации (второй, третьей и т.п.) формируется произведение полученных сигналов. Главным преимуществом пирамидальных дешифраторов считается простота наращивания числа входов, а недостатком – аппаратная неизбыточность.
Особенности дешифраторов
Выпускают дешифраторы по виду интегральных микросхем. К примеру, К500ИД162М – позволяет трансформировать двоичный код в восьмеричный. Другие типы дешифраторов могут преобразовывать двоичное исчисление в десятеричное (К176ИД1 и К155ИД1). Отечественной промышленностью выпускаются дешифраторы со счетчиками, они позволяют управлять семисегментными цифровыми индикаторами. На микросхемах их обычно обозначают буквенным сочетанием ДИ.
Определение порта ввода-вывода. Основные характеристики портов. Порты ввода-вывода aDuC812.
Порт ввода- вывода – это логическая адресуемая единица СВВ, которая характеризуется, в первую очередь, двумя параметрами: форматом данных и адресом.
Порт можно охарактеризовать тремя признаками:
•адресом; •форматом данных, пересылаемых через него;
•набором допустимых с ним операций (чтение, запись или и то, и другое).
Различают порты ввода, вывода и двунаправленные (ввода-вывода). Управление блоками СВВ через порты осуществляется путем записи в них или чтения из них данных. Примеры: COM-порт в PC/AT, пространство портов ввода-вывода, порт контроллера ПДП (DMA).
Порты P0, P1, P2, P3 ADuC812 являются квазидвунаправленными портами ввода-вывода и предназначены для обеспечения обмена информацией микроконтроллера с внешними устройствами, образуя 32 линии ввода-вывода. Каждый из портов содержит восьмиразрядный регистр, имеющий байтовую и битовую адресацию для установки (запись «1») или сброса (запись «0») разрядов этого регистра с помощью программного обеспечения. Выходы этих регистров соединены с внешними ножками микросхемы.
Кроме работы в качестве обычных портов ввода-вывода, внешние выводы портов Р0…Р3 могут выполнять ряд дополнительных (альтернативных) функций.
Порт P0 может быть использован для организации шины адреса/данных при работе микроконтроллера с внешней памятью данных или программ, при этом через него выводится младший байт адреса (A0–A7), выдается из микроконтроллера или принимается в микроконтроллер байт данных.
Порт P1 – аналоговые входы.
Порт P2 может быть использован для организации шины адреса при работе микроконтроллера с внешней памятью данных или программ, при этом через него выводится старший байт адреса (A8–A15) для доступа к памяти программ; средний и старший байт адреса (A8 – A15, A16 – A23) для доступа к памяти данных.
Каждая линия порта Р3 имеет индивидуальную альтернативную функцию, которая может быть задействована простым обращением к устройству, соединенному с ножкой порта:
• Р3.0 RxD – вход последовательного порта (UART).
• Р3.1 TxD – выход последовательного порта (UART).
• Р3.2 INT0 используется как вход 0 внешнего запроса прерываний.
• Р3.3 INT1 используется как вход 1 внешнего запроса прерываний.
• Р3.4 Т0 используется как вход счетчика внешних событий 0.
• Р3.5 Т1 используется как вход счетчика внешних событий 1.
• Р3.6 WR – строб записи во внешнюю память данных.
• Р3.7 RD – строб чтения из внешней памяти данных.
По типу сигнала различают порты:
1. Дискретные (цифровые). 2. Аналоговые. 3. Перестраиваемые – настраиваются на аналоговый или цифровой режим работы.
По направлению передачи сигнала различают:
1. Однонаправленные порты, предназначенные только для ввода (входные порты, порты ввода) или только для вывода (выходные порты, порты вывода).
2. Двунаправленные порты, направление передачи которых определяется в процессе программно-управляемой настройки схемы.
3. Порты с альтернативной функцией. Отдельные линии этих портов связаны со встроенными периферийными устройствами. Если соответствующий периферийный модуль не задействован, то линии можно использовать как обычные порты, если модуль активизирован, то связанные с ним линии автоматически или программно
конфигурируются в соответствии с функциональным назначением и не могут быть использованы в качестве универсальных портов ввода-вывода.
По алгоритму обмена различают порты:
1. С программно управляемым (программным) вводом-выводом.
2. Со стробированием.
3. С полным квитированием.
