Дешифратор

Завдання роботи:

виготовити схему двійкового лічильника з дешифратором та дослідити її роботу.

Обладнання:

– макетна плата;
– резистори опором 330 Ом 0,25…1 Вт – 8 шт.;
– резистори опором 10 кОм, 0,25…1 Вт – 3 шт.;
– червоні світлодіоди – 8 шт.;
– DIP-перемикач (мінімум 2 групи контактів);
– кнопка (2 контакти на замикання);
– мікросхема цифрова 74НС193;
– мікросхема цифрова 74НС238;
– з’єднувальні провідники та перемички;
– батарея або інше джерело живлення напругою 4,5…6 В.

Основні терміни та поняття

Двійкова система числення Дешифратори і шифратори

Теоретична частина

Рис. 1. Загальний вигляд схеми двійкового лічильника з дешифратором

Виконувати цю лабораторну роботу рекомендується лише після виконання роботи «Двійковий лічильник».
У лабораторній роботі «Двійковий лічильник» пропонується здійснити прототипування схеми лічильника імпульсів, що подає інформацію про кількість підрахованих імпульсів у двійковому коді. Щоб перетворити результат підрахунку імпульсів з двійкового коду на звичний десятковий код, треба застосувати дешифратор. Дешифратором називається пристрій, що перетворює код числа на вході на сигнал на визначеному виході.
Умовне позначення дешифратора представлене на рисунку 2.

Рис. 2. Умовне позначення дешифратора

Входи дешифратора, як правило, підключаються до виходів розрядів регістру або лічильника, на яких формується двійковий код числа. При подачі на входи x1, x2 та x3 певного двійкового числа на відповідному виході з’являється сигнал логічної одиниці. Номер цього виходу відповідає тому самому числу в десятковому коді (таблиця 1).

Таблиця 1. Таблиця станів дешифратора

На рисунку 3 представлена схема такого трьохрозрядного дешифратора, реалізована на тривходових логічних елементах.

Рис. 3. Схема дешифратора

Дешифратори можуть мати різну розрядність і виготовляються у вигляді інтегральних мікросхем.
У цій лабораторній роботі пропонується виготовити схему двійкового лічильника з дешифратором, застосувавши інтегральні мікросхеми 74HС193 та 74HС238.
З мікросхемою 74HС193 ви ознайомилися, виконуючи лабораторну роботу «Двійковий лічильник». На рисунку 4 зображено зовнішній вигляд та позначення виводів мікросхеми 74HС238.

Рис. 4. Зовнішній вигляд та позначення виводів інтегральної мікросхеми 74HC238

Мікросхема 74HC238 має 3 входи – А0, А1 та А2, на які подається число у двійковому коді, і 8 виходів Y0…Y7, на одному з яких з’являється сигнал логічної одиниці, залежно від комбінації вхідних сигналів. Номер виходу відповідає числу в десятковій системі числення, яке подане до входів у двійковому коді.
Мікросхема має також входи Е1…Е3. Вони використовуються для задання режиму її роботи: дешифратор або демультиплексор. Для роботи мікросхеми в режимі дешифратора на вхід Е3 подається сигнал логічної одиниці, а на входи Е1 та Е2 – логічного нуля.
Схема з двійковим лічильником, яку пропонується зібрати в цій лабораторній роботі, представлена на рисунку 5.

Рис. 5. Схема двійкового лічильника з дешифратором

Ця схема складається з трьохрозрядного двійкового лічильника на мікросхемі 74HС193, з яким ви ознайомилися під час виконання попередньої лабораторної роботи, та дешифратора на мікросхемі 74HС238. Сигнали з виходів лічильника подаються на відповідні входи дешифратора. Сигнали з виходів дешифратора подаються на світлодіоди HL1…HL8. При формуванні лічильником двійкового числа, що відповідає номеру підрахованого імпульсу в двійковому коді, загоряється світлодіод, з’єднаний з виходом дешифратора, номер якого відповідає цьому числу в десятковій системі зчислення.

Хід роботи

1. Складіть на макетній платі схему двійкового лічильника з дешифратором відповідно до схеми на рисунку 5. При складанні керуйтеся розміщенням виводів мікросхеми 74HC238, зображеним на рисунку 4, а також розміщенням виводів мікросхеми 74HC193, описаній у роботі «Двійковий лічильник». Світлодіоди розміщуйте в один ряд і підключайте їх до виходів дешифратора по порядку. Приклад зібраної схеми без підключення живлення зображено на рисунку 6.

Рис. 6. Приклад зібраної схеми

2. Підключіть до схеми живлення (рисунок 1).
3. Після підключення живлення може засвітитися будь-який світлодіод. Натисніть кнопку SA2. Лічильник має обнулитися, а світлодіод HL1 – засвітитися.
4. За допомогою тумблера 2 DIP-перемикача подайте сигнал логічної одиниці на вхід CPD, а за допомогою тумблера 1 подавайте до входу CPU імпульси. При цьому світлодіоди мають засвічуватися по черзі від HL1 до HL8 у порядку слідування імпульсів, здійснюючи їх рахунок на збільшення. Після надходження 8-го імпульсу лічильник має обнулитися, а світлодіод HL1 – засвітитися. Ви здійснили підрахунок імпульсів на збільшення, але вже в десятковому коді.
5. За необхідності обнуліть лічильник за допомогою кнопки SA2.
6. За допомогою тумблера 1 DIP-перемикача подайте сигнал логічної одиниці на вхід CPU, а за допомогою тумблера 2 подавайте до входу CPD імпульси. При цьому світлодіоди мають засвічуватися по черзі від HL8 до HL1 у порядку слідування імпульсів, здійснюючи їх рахунок на зменшення. Після надходження 8-го імпульсу лічильник має обнулитися, а світлодіод HL1 – засвітитися. Ви здійснили підрахунок імпульсів на зменшення в десятковому коді.

Аналіз даних

Подумайте про можливі сфери застосування дешифраторів.