Синтез схемы шифратора

6.1.1 Составление таблицы истинности шифратора

Рис. 1. Условное графическое обозначение а) шифратора 4х2 и б) дешифратора 2х4

Шифратор – это комбинационная схема, которая преобразует унитарный 2 ⁿ – разрядный код на входе в n-разрядный двоичный код выходного сигнала. Условное графическое обозначение шифратора 4х2 (4 входа – 2 выхода) показано на рис. 1а, а его таблица истинности приведена в таблице 1.

 

Таблица 1. Таблица истинности шифратора 4х2

входы	выходы
x3	х2	х1	х0	у1	у0

 

6.1.2. Определение функции алгебры логики по таблице истинности. Запишем систему функций алгебры логики (ФАЛ), соответствующую приведенной таблице истинности шифратора, в виде суммы произведений всех входных переменных, взятых для случая, когда выходное выражение равно 1; причем все входные переменные, имеющие значения 0, берутся с инверсией, т.е. получим:

 

(1)

 

6.1.3. Разработка виртуальной модели и синтез структурно – логической схемы. Синтезируем логическую схему шифратора на компьютере с помощью программы EWB.

Рис. 2. Панели инструментов EWB: а) источники, земля; б) резисторы, переключатели; в) логические элементы; г) индикаторы.

Для моделирования схемы, необходимо включить ряд устройств и индикаторов. Все они выбираются на соответствующих панелях инструментов (рис. 2, 3, 4). Обозначения некоторых панелей и компонентов в русифицированной версии EWB отличаются от исходной версии. Компоненты перетаскиваем на рабочее поле экрана, удерживая левую кнопку мыши в нажатом состоянии, и отпускаем ее (ЛКМ) в нужном месте рабочего поля. Если требуется изменить пространственную ориентировку компонентов, то выделив компонент однократным нажатием ЛКМ (он примет красный цвет), нажмем на соответствующую пиктограмму: белый треугольник показывает исходное, а красный – новое положение (рис. 2).

Требуемое количество входов логических элементов задается следующим образом: щелчок на элементе правой кнопкой мыши, выберите пункт «Component Properties…», вкладка «Number of Inputs».

 

Рис. 3. Устройства, используемые для моделирования.

Рис. 4. Обозначения логических элементов.

Далее выполняем соединения компонентов: устанавливаем стрелку курсора к соединяемому выводу (появляется жирная черная точка – символ соединения), нажимаем ЛКМ и ведем линию к другому присоединяемому выводу; после того, как возникает черная точка, отпускаем ЛКМ. При последовательном переносе выше перечисленных компонентов на экране монитора должна получиться схема, изображенная на рис. 5.

Примечание: имя управляющей клавиши переключателя вводится в диалоговом окне, которое появляется после двойного щелчка мышью на изображении переключателя. Например, чтобы состояние ключа изменялось клавишей «А», необходимо в диалоговом окне установить «А» (используются только латинские буквы) и нажать ОК. Для всех переключателей необходимо установить разные значения управляющих клавиш, иначе они будут переключаться одновременно.

6.1.4. Моделирование работы шифратора на компьютере

- Запустите программу ELEKTRONICS WORKBENCH, смоделируйте структурно – логическую схемы шифратора (рис. 5).

- Щелкните левой кнопкой мыши по выключателю питания, пиктограмма которого расположена в правом верхнем углу рабочего поля.

Рис. 5. Структурно – логическая схема шифратора 4х2.

- Замыкая и размыкая переключатели А, В, С, D на входах шифратора, имитируйте подачу напряжения высокого уровня (логическая единица) или низкого (логический нуль), рассмотрев все возможные комбинации входных сигналов.

- По результатам компьютерного исследования алгоритмов работы шифратора проверьте таблицу истинности, учитывая, что красное свечение логического пробника на выходах А1 и А0 означает наличие напряжения высокого уровня (лог. 1), а отсутствие свечения пробника – напряжение низкого уровня (лог. 0).