1 / 25

Dekodéry 1 z N

Dekodéry 1 z N. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

elke
Download Presentation

Dekodéry 1 z N

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Dekodéry 1 z N Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

  2. Charakteristika DUM 2

  3. Dekodéry 1 z N Obsah tématuDefinice dekodéru 1 z N Vstupy a výstupyZadání návrhu dekodéru kódu 1 z NBlokování dekodéru Typy logických členů pro realizaci dekodéru Návrh dvoubitového dekodéru (1 ze 4) tabulka základní rovnice upravené rovnice schéma zapojení

  4. Dekodéry 1 z N Kodér – Dekodér: - Je to obvod, který podle kombinace vstupních proměnných vytváří určitý výstupní kód (kombinaci dvojkových stavů). Kodér – podle dohodnutého pravidla vyrábí „novou“ informaci – n-bitová dvojková čísla Dekodér určitý kód identifikuje – převádí informaci do výchozího tvaru. Obr. 1: Blokové schéma dekodéru 1 z N

  5. Dekodéry 1 z N Co znamená 1 z N? - jde o takový výstupní kód, že pro určitou kombinaci vstupních bitů (n- bitové číslo) je pouze na jednom výstupu odlišný stav než na ostatních výstupech. - tento odlišný stav (nula nebo jednička) se v tabulce pohybuje po úhlopříčce a říká se mu tedy plovoucí, v tomto materiálu bude značena jako PL0 nebo PL1. A co vstupy takového dekodéru? - jejich počet je n - jsou označovány jako adresní bity - mezi počtem výstupů dekodéru N a počtem adresových vstupů n platí vztah N = 2n Příklad: 8 = 23 Půjde o tříbitový dekodér (z hlediska vstupů – adresních) a zároveň o dekodér typu 1 z 8 (z hlediska výstupů)

  6. Dekodéry 1 z N Co musí obsahovat zadání návrhu dekodéru kódu 1 z N ? - počet bitů vstupu – adresních bitů (n = 1, 2, 3, 4…) nebo - počet výstupů (N = 2, 4, 8, 16…) (údaj, který nebyl zadán, se s pomocí vztahu N = 2n dopočítá. - to znamená, že k počtu vstupů dopočítáme počet výstupů a naopak Příklady: čtyřbitový dekodér znamená, že půjde o dekodér 1 ze 16 protože 16= 24 dekodér 1 ze 32 znamená, že půjde o dekodér s 5 adresními vstupy (32=25) - typ výstupu – zda má jít o plovoucí nulu (zde PL0) nebo jedničku (zde PL1) - zda má být dekodér vybaven blokovacím vstupem (značí se obvykle jako E) - zda je požadavek na typ logických členů jimiž má být realizován - není (pak jde o členy typu NOT, AND, OR apod.) - je (pak jde o samotné členy NAND nebo NOR nebo o jejich kombinaci)

  7. Dekodéry 1 z N Blokování dekodéru – týká se nejen dekodérů ale i dalších kombinačních obvodů (např. multiplexerů) – značí se jako E (Enable = možný, umožněn) nebo OE (Output enable) – pokud má dekodér více adresních vstupů než 4 a tyto se značí písmeny (A, B, C, D, E…), použije se pro označení blokovacího vstupu další volné písmeno v abecedě – blokovat obvod lze dvěma stavy – logickou nulou – logickou jedničkou – značení blokovacího signálu – předpokládá se převážně odblokovaný stav, proto je tento signál buď E (bez negace) – nulou – zablokováno – jedničkou – odblokováno nebo (s negací) – nulou – odblokováno – jedničkou – zablokováno Pozn. U TTL obvodů je na nezapojeném vstupu automaticky logická jednička a pokud vstup E nebude zapojen, šlo by o odblokovaný stav dekodéru.

  8. Dekodéry 1 z N Typ logických členů pro realizaci dekodéru – neřeší se, neboť lze použít hotový komerčně vyráběný integrovaný obvod –není přesně specifikován a pak jde o kombinaci členů typu NOT, AND, OR apod. – je zadaný – požadavek na: – samotné členy NAND (pouze NAND) – samotné členy NOR (pouze NOR) – kombinace NAND a NOR Pozn. NAND a NOR jsou univerzálními logickými členy v tom smyslu, že je možné pomocí nich realizovat jakoukoliv logickou funkci. Důsledek realizace členy stejného typu (NAND nebo NOR) – rovnice výstupů dekodéru je nutné upravit (pomocí zákona o dvojí negaci a De Morganova pravidla) – oproti schématu s různými členy (NOT, AND, OR) se zvětší počet univerzálních členů (např. 1 x OR bude nahrazen třemi NAND) – úspora může nastat v počtu potřebných integrovaných obvodů (např. místo tří různých (NOT, AND, OR) budou stačit pouze dva (např. NAND nebo NOR)

  9. Dekodéry 1 z N – používané typy 1) dvoubitový – (1 ze 4) 2) tříbitový – (1 z 8) 3) čtyřbitový – (1 ze 16) Návrh dekodéru Jak může být dekodér zadán? - počtem vstupů „n“ (jde vlastně o adresní bity), počtem výstupů „N“ - určením typu jedné „klouzavé“ – „plovoucí“ hodnoty – nuly nebo jedničky (zkratkou PL0 nebo PL1) - určením zda má či nemá být s blokovacím signálem (popř. jeho typ E – dekodér je odblokován stavem logická jedna nula Co je potřeba k jeho návrhu? - tabulka dekodéru - rovnice výstupů dekodéru - schéma zapojení dekodéru tyto výsledky jsou rovnocenné, obvykle z tabulky získáme rovnice a k nim nakreslíme schéma zapojení dekodéru (ale z kterékoliv výsledku získáme snadno 2 zbývající (např. k rovnicím tabulku a schéma nebo ke schématu rovnice a tabulku).

  10. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) Zadání: Navrhněte pomocí tabulky, rovnic a schématu zapojení dekodér typu 1 ze 4, s výstupem typu plovoucí 1 (PL1) a s blokováním logickou nulou. Řešení: Určení proměnných (vstupů a výstupů) - blokováním log. nulou a tedy odblokování jedničkou ukazuje na označení E - dvoubitový – adresovací vstupy budou právě 2 (označení A, B) - počet výstupů - výpočet: N = 2n = 22 = 4 (označení Y0, Y1, Y2, Y3) - schematická značka Tabulka dekodéru: Obr. 2: Blokové schéma dekodéru 1 ze 4

  11. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1, blokování nulou (E) Rovnice z tabulky a) základní = neupravené = > realizace logickými členy typu AND b) rovnice upravené 1. úprava – dvojitá negace (podle zákona negace negace = dvojí negace výraz nezmění) 2. Úprava – podle De Morganova pravidla – proměnné A, B se znegují a znaménko krát se změní na plus (AND –> NOR)

  12. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1, blokování nulou (E) Z tabulky je patrné, že - sloupec E se píše před ostatními vstupy - určuje kdy je dekodér: - funkční – odblokován (na jednom z výstupů je jedna) - zablokován (všechny výstupy ve stavu logická nula) Pravidlo 1: V zablokovaném stavu jsou výstupy ve stejném stavu – opačném, než je plovoucí (zde dle zadání plovoucí jedna – PL1) - sloupce vstupů jsou označeny v opačném pořadí – tj. B, A (nikoliv A, B) - důvod: kombinace 0 a 1 určuje dvoubitové dvojkové číslo – 00, 01, 10, 11 a bit B má vyšší váhu (důležitost) = 21 = 2 než bit A = 20 = 1 i – index = desítkové číslo zapsané dvojkově ve sloupcích B, A v každém ze sloupců Y0 až Y3 je jediná jednička – na jakém řádku? – podle indexu i např. i = 2, B = 1, A = 0 (10)2 = (2)10, => Y2 = 1

  13. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1, blokování nulou (E) Rovnice z tabulky Kdy použijeme základní rovnice (a tedy schéma se členy AND) a) pokud je to přímo zadáno (… k realizaci použijte člen AND …) b) pokud je to zadáno formou výstupu ( … výstup typu plovoucí jedna) c) pokud je to zadáno typem blokování – E se uvádí v odblokovaném stavu a je tedy vyhověno zadání - blokování nulou (E = log. 0) - blokování jedničkou (

  14. Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1 Schéma zapojení a) Bez blokování, výstupy typu plovoucí jedna, logické členy AND Obr. 3: Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly AND, bez blokování)

  15. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1, blokování nulou (E) Schéma zapojení b) s blokováním E, výstupy typu plovoucí jedna, logické členy AND Obr. 4: Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly AND, s blokováním typu E)

  16. 1) Dvoubitový dekodér – (dekodér 1 ze 4) – PL1, blokování jedničkou () Schéma zapojení c) s blokováním (), výstupy typu plovoucí jedna, logické členy NOR Často bývá požadována realizace dekodéru pouze jedním typem log. členů – pro plovoucí jedničku na výstupu a tedy rovnice typu logický součin (AND) je nejvýhodnější převod rovnic na NOR. Blokovací signál bude nyní opačný () (0 odblokuje a 1 zablokuje) Obr. 5: Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly NOR, s blokováním typu )

  17. 2) Tříbitový dekodér – (dekodér 1 ze 8) – plovoucí nula (PL0), blokování jedničkou () Tabulka dekodéru: Z tabulky vytvořte základní rovnice pro Y0 až Y7 a podle nich schéma zapojení. Podle rovnic pak vycházejí logické členy OR. Blokování jedničkou () znamená, že nula dekodér odblokuje a jednička zablokuje (viz. tabulka – nejspodnější – oranžový řádek – blokovací).

  18. 3) Čtyřbitový dekodér – (dekodér 1 ze 16) – plovoucí nula (PL0), blokování nulou (E) Tabulka dekodéru:

  19. Čtyřbitový dekodér – pokračování Čtyřbitový dekodér – (dekodér 1 ze 16) – plovoucí nula (PL0), blokování nulou (E) Z tabulky vytvořte základní rovnice pro Y0 až Y15 (se členy OR). Blokování nulou (E) znamená, že nula dekodér zablokuje a jednička odblokuje – proto bude nutné převést základní rovnice do upravené podoby (ze členů OR se stanou členy NAND) (viz. tabulka – nejspodnější – oranžový řádek – blokovací).

  20. Integrované dekodéry Mnohé z dekodérů 1 z N jsou natolik používané, že se vyrábějí ve velkých sériích jako integrované obvody (IO) a to jak v technologii TTL, tak i v CMOS. Pozn.: Dvojitý znamená, že v jednom integrované obvodu jsou dva shodné dekodéry (obvykle mají nějakou společnou část).

  21. Pro dekodér „jedna ze dvou“ platí jeho jiné označení: jednobitový dvoubitový tříbitový Kontrolní otázky Dekodér 1 ze 16 má počet bitů adresy: 2 3 4 3. Blokování signálem E znamená pro dekodér: nulou odblokován, jedničkou zablokován nulou zablokován, jedničkou odblokován že pro jeho zapojení byly použity logické členy typu OR

  22. Pro dekodér „jedna ze dvou“ platí jeho jiné označení: jednobitový dvoubitový tříbitový Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeně Dekodér 1 ze 16 má počet bitů adresy: 2 3 4 3. Blokování signálem E znamená pro dekodér: nulou odblokován, jedničkou zablokován nulou zablokován, jedničkou odblokován že pro jeho zapojení byly použity logické členy typu OR

  23. Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní, Blokové schéma dekodéru 1 z N Obr. 2: vlastní, Blokové schéma dekodéru 1 ze 4 Obr. 3: vlastní, Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly AND, bez blokování) Obr. 4: vlastní, Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly AND, s blokováním typu E) Obr. 5: vlastní, Schéma dekodéru 1 ze 4 (s hradly NOR, s blokováním typu )

  24. Seznam použité literatury: [1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN 80-7232-206-0 [2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982 [3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN 80-7300-075-X [4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN 80-7300-198-5

  25. Děkuji za pozornost 

More Related