Уральский государственный технический университет

Исследование комбинационных устройств

Екатеринбург 2005

КОМБИНАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Устройства, оперирующие с двоичной (дискретной) информацией, подразделяются на два класса: комбинационные и последовательностные.

Комбинационные устройства (КУ) характеризуются отсутствием памяти.

Сигналы на их выходах в любой момент времени однозначно определяются сочетанием сигналов на входах и не зависят от предыдущих сигналов.

Схемными признаками таких устройств является отсутствие цепей обратной связи с выхода на вход. К КУ относятся сумматоры, дешифраторы, шифраторы, преобразователи кодов, мультиплексоры, демультиплексоры, схемы сравнения кодов и т.д.

Сумматоры. Сумматоры представляют собой функциональные цифровые устройства, выполняющие операцию сложения чисел. В цифровой технике суммирование осуществляется в двоичном или, реже, в двоично-десятичном коде. По характеру действия сумматоры подразделяются на комбинационные и накопительные. В свою очередь, каждый из сумматоров, оперирующий с многоразрядными числами, в зависимости от способа их сложения может быть отнесен к последовательному или параллельному типу. Сумматор имеет n входов разрядов слагаемого А, n входов разрядов слагаемого В и вход переноса cr (carry – перенос). Выходами сумматора являются n выходов разрядов суммы S и выход переноса (переполнения) CR. Сумматор характеризуется четырьмя значениями задержки распространения:

TCrs – от подачи входного переноса до установления всех выходов суммы. При постоянном уровне на всех входах слагаемых (а и b);

TAs – от одновременной подачи всех слагаемых до установления всех выходов суммы при постоянном уровне на входе переноса (выходной CR не учитывается);

TcrCR – от подачи входного переноса до установления выходного CR при постоянном уровне на входах слагаемых;

Tacr – от подачи всех слагаемых до установления выходного переноса CR при постоянном уровне на входах слагаемых.

Как последовательные, так и параллельные сумматоры строятся на основе одноразрядных суммирующих схем. Примером сумматора может быть микросхема серии К155ИМ2.

Шифраторы

 

Шифратором называется комбинационное устройство, преобразующее унитарный код, подаваемый на входные шины, в соответствующий код на выходах.

Задача шифратора сформировать код. На ввод шифратора могут подаваться различные сигналы: логический «0» через контакты кнопок клавиатуры управления или сигналы с других устройств, но во всех случаях в шифраторе происходит преобразование одного сигнала в n-разрядный код. На рисунке представлена схема шифратора на диодах. На следующей схеме (рисунок) если нажать на несколько кнопок сразу, а затем отпустить, то на выходе шифратора будет код последней отпущенной кнопки.

Если ни одна кнопка не нажата, то на выходах 1-2-4-G МС 1 устанавливается сигнал с уровнем логической единицы. При нажатии на одну из кнопок на выходе 1-2-4 появляется сигнал инверсного кода, соответствующий номеру нажатой кнопки, а на G-“0”. При отпускании кнопки здесь (на G) будет 1 и поэтому сигнал ДД2 запишет на выход код этой кнопки.

Рассмотрим подробнее структуру МС шифратора.

Классический шифратор имеет m входов и n выходов, и при подаче сигналов на один из входов (обязательно на один и не более) на выходе узла появляется двоичный код номера возбужденного выхода. ............