6.2. Дешифраторы
Дешифратор – это комбинационная схема с несколькими входами, преобразующая входной сигнал в двоичном коде в выходной сигнал на одном из выходов. Если на входы дешифратора подаются двоичные сигналы 0 и 1, то на одном из его выходов устанавливается сигнал 1. При этом на всех остальных его выходах присутствует сигнал 0. В общем случае дешифратор с N входами имеет 2N выходов. На рис. 6.2 приведена схемная реализация дешифратора, а на ри.8.10 – его условное обозначение.
Дешифраторы в компьютере устанавливаются на выходе регистров или счетчиков, чтобы преобразовывать двоичную информацию, находящуюся в регистре (в счетчике), в управляющий сигнал на одном из выходов дешифратора.
f0
f1
f2
x1 f3
f4
x2
f5
x3 f6
f7
Рис. 6.2 Схемная реализация дешифратора
Рис.6.3 Условное обозначение дешифратора
6.3. Счетчики
Счетчик – это устройство для подсчета количества входных сигналов. Счетчики в компьютере используются для образования последовательности адресов команд, для подсчета количества шагов при выполнении циклических операций и др.
По виду выполняемых операций счетчики бывают:
-
суммирующие,
-
вычитающие,
-
реверсивные.
По характеру обработки сигнала различают счетчики:
-
синхронизируемые и
-
несинхронизируемые.
На рис.6.4 представлена схема несинхронизируемого, четырехразрядного счетчика с последовательным переносом, а на рис.6.5 – временная диаграмма его работы.
Q1
Q2
Q3
Q4
Xсч
Рис. 6.4 Схема четырехразрядного не синхронизируемого счетчика
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Xсч
Q1
Q2
Q3
Q4
Рис. 6.5 Временная диаграмма сигналов счетчика.
Приведенная временная диаграмма идеализирована. Она не отражает время запаздывания триггеров, но позволяет понять принцип работы счетчика. На счетный вход Xсч поступают сигналы. На выходах триггеров разрядов Q1, Q2, Q3 и Q4 представлена картина выходных сигналов. Здесь Q1 – выход триггера младшего разряда, а Q4 – выход триггера старшего разряда. Верхний уровень сигнала соответствует 1, а нижний уровень – 0. Из диаграммы видно, что с повышением разряда, частота изменения сигнала уменьшается в два раза. Триггеры перебрасываются в другое состояние только при изменении сигнала на входе с 1 на 0. То есть реагируют на задний фронт входного импульса. Из этой диаграммы становится ясно, что с повышением разрядности счетчика, снижается его быстродействие. В таблице 6.1 приведена картина состояния счетчика при воздействии входных сигналов Xсч.
Таблица 6.1 Таблица состояния счетчика
-
Xсч
Q4
Q3
Q2
Q1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
10
1
0
1
0
11
1
0
1
1
Как видно из таблицы, порядковому номеру сигнала в десятичной системе счисления на входе счетчика соответствует его значение в двоичной системе счисления на выходах триггеров (разрядов) счетчика.
Обычно счетчик имеет шину одновременной установки нуля на выходах всех триггеров, то есть сброс счетчика на нуль. Но это не обязательно. Можно запоминать начальное состояние счетчика и с него начинать отсчет. В таком счетчике происходит последовательный перенос.