A modellek távirányító berendezéseiben a parancsok kódolására és dekódolására szolgáló digitális rendszerek előnyeit a szakirodalom már feljegyezte. Az alábbiakban a kódoló-dekódoló komplex egy másik változatát ismertetjük 15 különálló parancshoz, ugyanerre a célra.

A kódoló áramkör az ábrán látható. ábrán látható, a dekóder pedig az 1. ábrán látható. 2. A készülék egyes jellemző pontjain a hullámforma az ábrán látható. 3.

A parancskódoló kimenetén negatív polaritású impulzusok sorozatai vannak (4. grafikon a 3. ábrán).

Az impulzussorozatok ismétlési frekvenciája f/32, ahol f a DD1.1.DD1.2 logikai elemeken (I. ábra) szimmetrikus multivibrátor áramkör szerint készült master oszcillátor frekvenciája.

A fő oszcillátorból impulzusok (1. grafikon) kerülnek a DD2 számlálóhoz és a DD4.1 koincidenciaelemhez. Az f frekvenciájú impulzusok áthaladnak ezen az elemen, ha a DD3 és DD1.3.DD1.4 triggerek egyetlen állapotban vannak (2. és 3. grafikon). A számláló trigger DD3 minden 16. impulzus után kapcsol a DD2 számlálóhoz. A DD3 trigger szabad bemenetei egyesítve vannak, és egy 1 kOhm-os ellenálláson keresztül a tápegység pozitív kivezetésére csatlakoznak. A DD1.3.DD1.4 RS trigger egyetlen állapotba van állítva a DD5 dekóder 0. kimenetének (1. érintkezőjének) nulla jelszintjével, és nulla állapotba a dekóder kimeneteinek nulla jelszintjével, ami csatlakoztassa a DD1 elem 2. érintkezőjéhez 4. Az egyik SB I-SB 15 gomb érintkezőin keresztül.

A csomagban lévő impulzusok száma megegyezik a megnyomott gomb számával. Ha egyik gombot sem nyomjuk meg, akkor a kódoló 16 impulzusból álló csomagokat állít elő, mivel a DD1.3.DD1.4 RS trigger nem kerül nulla állapotba.

A parancsdekóder négy mikroáramkörre van felszerelve (2. ábra). DD1.2.DD1.3 elemekre szerelt egység. egy impulzusválasztó. Két negatív polaritású, f frekvenciájú impulzus közötti idő alatt a C1 kondenzátornak nincs ideje olyan feszültségre feltölteni, amely elegendő ahhoz, hogy a DD1.2 elemet nulla állapotba vigye, és a DD1.3 elem kimenete fenntartja a jelszintnek megfelelő jelszintet. logikai 0. Ugyanez alatt Az impulzusok közötti időintervallumban a C1 kondenzátor egységnyi feszültségre töltődik fel a DD1.2 elem 2. érintkezőjénél (5. grafikon), és az 1. jel jelenik meg a DD1.3 elem kimenetén (6. grafikon) . A VDI dióda biztosítja a C1 kondenzátor gyors kisülését.

A DD1.3 elem kimenetéből származó impulzusok csökkenése alapján a DD2 számláló nulla állapotba kerül, és ezek előlapjáról a C3.R4 differenciáló áramkör impulzusokat generál a DD2 számlálóról a tároló csomópontba történő információ rögzítésére. a triggeren DD3. Egy csomagban egy impulzussal a DD2 számláló nulla állapotban marad, kettővel 1-es állapotba, hárommal 2-es állapotba stb.

A működtetők a DD4 dekóder kimeneteihez egy közbenső kapcsolaton keresztül - egy elektronikus relé - csatlakoznak. Az elektronikus relé áramköre az ábrán látható. 4. Az első elektronikus relé a DD4 dekóder O kimenetéhez (1. érintkező), a második az 1. kimenethez, stb. csatlakozik. A 17. érintkezőhöz csatlakoztatott tizenhatodik relé akkor kapcsol be, ha nem nyomnak meg gombot a kódolóban. A vevő ilyen kialakításával egyszerre csak egy működtetőt lehet bekapcsolni. A távadó parancskódolójában lévő gomb megnyomásáig bekapcsol.

A dekóder és az egyes elektronikus relék közötti működtetőelemek önálló be- és kikapcsolásához kapcsolja be az RS triggert az ábra szerinti diagramnak megfelelően. 5. A trigger bemenetek két szomszédos dekóder kimenethez csatlakoznak; például az első trigger S és R bemenetei a dekóder 0. és 1. kimenetére csatlakoznak, a második a 2. és 3. kimenetre, a harmadik a 4. és 5. kimenetre, stb. Az aktuátorok száma felezve. A C1 kondenzátor szükséges az RS trigger egyetlen állapotba állításához, amikor a tápfeszültség be van kapcsolva.

Ha az RS trigger kimenete magas, a K1 relé feszültségmentes. Ha az R bemenetre egy ideig 0 jel kerül, a trigger nullára áll, és a K1 relé bekapcsol. A relé kikapcsol, ha az S bemeneten egy ideig nulla jelszint van, így az egyik csatornán lévő parancs bekapcsolja a relét, a szomszédos pedig kikapcsolja. Ha szükséges, az elektronikus relék egy része csatlakoztatható az ábrán látható diagram szerint. 4, a többi pedig RS triggerrel. K1 relé - RES15, útlevél RS4.591.003.

Az eszköz működőképességének ellenőrzésekor a parancskódoló kimenete a dekódoló bemenetére csatlakozik. A mester oszcillátor frekvenciája eltérően választható, csak a parancsdekóderben kell kiválasztani a C1 kondenzátort (nagyobb frekvencián a kondenzátor kapacitásának kisebbnek kell lennie). A fő oszcillátor frekvenciastabilitásával szemben nincsenek magas követelmények.

A logikai eszközök két osztályba sorolhatók: kombinációs és szekvenciális.

A készüléket ún kombinációs, ha annak kimenőjeleit egy adott időpontban egyértelműen az adott időpontban előforduló bemeneti jelek határozzák meg.

Egyébként az eszközt szekvenciális vagy véges állapotú gépnek (digitális gép, memóriás gép) nevezzük. A szekvenciális eszközöknek szükségszerűen vannak memóriaelemei. Ezen elemek állapota a bemeneti jelek történetétől függ. A szekvenciális eszközök kimeneti jeleit nem csak az adott időpontban a bemeneteken elérhető jelek határozzák meg, hanem a memóriaelemek állapota is. Így egy soros eszköz reakciója bizonyos bemeneti jelekre a működési előzményeitől függ.

Mind a kombinált, mind a szekvenciális eszközök közül a gyakorlatban legelterjedtebbek a tipikusak.

Titkosítók

A kódoló egy olyan kombinációs eszköz, amely a decimális számokat bináris számrendszerré alakítja, és minden bemenethez hozzá lehet rendelni egy decimális számot, és a kimeneti logikai jelek egy adott bináris kódnak felelnek meg. A kódolót néha „kódolónak” nevezik (az angol kódoló szóból), és például a nyomógombos vezérlőpanel billentyűzetén beírt decimális számok bináris számokká alakítására használják.

Ha a bemenetek száma olyan nagy, hogy a kódoló a kimeneti jelek összes lehetséges kombinációját használja, akkor egy ilyen kódolót teljesnek nevezünk, ha nem mindennek, akkor hiányosnak. A bemenetek és kimenetek számát egy komplett kódolóban az n = 2 m összefüggés határozza meg, ahol n a bemenetek száma, m a kimenetek száma.

Tehát ahhoz, hogy egy kezelőkódot négy bites bináris számmá alakítsunk, elegendő csak 10 bemenetet használni, míg a lehetséges bemenetek száma összesen 16 lesz (n = 2 4 = 16), így a 10 × 4 kódoló ( 10-től 4-ig) hiányos lesz.

Tekintsünk egy példát egy kódoló felépítésére, amely egy tízbites egységkódot (tizedes számok 0-tól 9-ig) bináris kóddá alakít. Feltételezzük, hogy a logikai jelnek megfelelő jel egy adott időpontban csak egy bemenetre jut. Egy ilyen kódoló szimbólumát és a kódmegfelelőségi táblázatot az ábra mutatja. 3.35.

Ezzel a megfelelési táblázattal logikai kifejezéseket fogunk írni, a logikai összegbe azokat a bemeneti változókat is belefoglalva, amelyek valamelyik kimeneti változó mértékegységének felelnek meg. Tehát az 1 kimeneten logikai „1” lesz, ha a logikai „1” vagy az X 1 bemeneten, vagy X 3, vagy X 5, vagy X 7 vagy X 9, azaz y 1 = X 1 + X 3 + X 5 + X 7 + X 9

Hasonlóképpen azt kapjuk, hogy y 2 = X 2 + X 3 + X 6 + X 7 y 3 = X 4 + X 5 + X 6 + X 7 y 4 = X 8 + X 9

Képzeljük el az ábrán. Egy ilyen kódoló 3.36 diagramja VAGY elemeket használva.
A gyakorlatban gyakran használnak prioritási kódolót. Az ilyen kódolókban a bináris szám kódja annak a bemenetnek a legmagasabb számának felel meg, amelyre az „1” jel kerül, azaz több bemeneten is lehet jeleket küldeni a prioritási kódolónak, és ez állítja be a szám kódját. megfelel a legmagasabb bemenetnek a kimeneten.

Vegyünk példának (3.37. ábra) a K555 (TTLSh) mikroáramkörök sorozatának K555IVZ prioritáskódolóját (prioritáskódolóját).

A kódoló 9 inverz bemenettel rendelkezik, amelyek jelölése PR l, ..., PR 9. A PR rövidítés a prioritást jelenti. A kódolónak négy inverz kimenete van: B l, ..., B 8. A B rövidítés a „busz” rövidítése. A számok határozzák meg az aktív szint (nulla) értékét a bináris szám megfelelő bitjében. Például a B 8 azt jelenti, hogy ezen a kimeneten a nulla a 8-as számnak felel meg. Nyilvánvalóan ez egy hiányos kódoló.

Ha minden bemenet logikai egy, akkor minden kimenet is logikai, ami az úgynevezett inverz kódban (1111) szereplő 0 számnak felel meg. Ha legalább egy bemeneten van logikai nulla, akkor a kimeneti jelek állapotát annak a bemenetnek a legmagasabb száma határozza meg, amelyiken logikai nulla van, és nem függ a kisebb számú bemenetek jeleitől.

Például, ha a PR 1 bemenet logikai nulla, és az összes többi bemenet logikai egy, akkor a kimenetek a következő jelekkel rendelkeznek: V 1 − 0, V 2 − 1, V 4 − 1, V 8 − 1, ami megfelel az 1-es számra fordított kódban (1110).

Ha a PR 9 bemenet logikai nulla, akkor a többi bemeneti jeltől függetlenül a következő jelek állnak rendelkezésre a kimeneteken: V 1 − 0, V 2 − 1, V 4 − 1, V 8 − 0, ami megfelel a 9-es szám a fordított kódban (0110) .

A kódoló fő célja a jelforrás számának kódká alakítása (például egy bizonyos billentyűzeten a megnyomott gomb száma).

Dekóderek

Ezt kombinált eszköznek hívják, amely egy n bites bináris kódot a kimeneten megjelenő logikai jellé alakít át, amelynek decimális száma megfelel a bináris kódnak. Az úgynevezett teljes dekóderben a bemenetek és kimenetek számát az m= 2 n összefüggés határozza meg, ahol n a bemenetek száma, m pedig a kimenetek száma. Ha a dekóder nem teljes számú kimenetet használ, akkor az ilyen dekódert hiányosnak nevezzük. Így például egy 4 bemenettel és 16 kimenettel rendelkező dekóder teljes lesz, de ha csak 10 kimenet lenne, akkor az hiányos lenne.

Példaként nézzük a K555 sorozat K555ID6 dekóderét (3.38. ábra).

A dekódernek 4 közvetlen bemenete van, A 1, ..., A 8 jelöléssel. Az A rövidítés az „címet” jelenti (az angol címből). Ezeket a bemeneteket címbemeneteknek nevezzük. A számok határozzák meg az aktív szint (egy) értékeit a bináris szám megfelelő számjegyében. A dekódernek 10 inverz kimenete van Y 0, ..., Y 9. A számjegyek az adott bináris számnak megfelelő decimális számot határozzák meg a bemeneteken. Nyilvánvaló, hogy ez a dekóder hiányos.

Az aktív szint értéke (nulla) az a kimenet, amelynek száma megegyezik a bemeneten lévő bináris szám által meghatározott decimális számmal. Például, ha minden bemenet logikai nulla, akkor az Y 0 kimenet logikai nulla, a többi kimenet pedig logikai egy. Ha az A 2 bemeneten van egy logikai, a többi bemeneten pedig egy logikai nulla, akkor az Y 2 kimeneten egy logikai nulla, a többi kimeneten pedig egy logikai nulla. Ha a bemenet 9-nél nagyobb bináris szám (például minden bemenet egyes, ami megfelel az 1111-es bináris számnak és a 15-ös decimális számnak), akkor minden kimenet logikai egy.

A dekóder az egyik széles körben használt logikai eszköz. Különféle kombinált eszközök építésére használják.

A szóban forgó titkosítók és dekódolók a legegyszerűbb kódkonverterek példái.

Kód konverterek

Általában olyan eszközökről van szó, amelyeket egyik kód másikká alakítására terveztek, és gyakran nem szabványos kódkonverziókat hajtanak végre. A kódátalakítókat X/Y jelöli.

Tekintsük a konverter megvalósítás jellemzőit egy három elemből öt elemű kód konverter példáján keresztül. Tételezzük fel, hogy szükséges az ábrán látható kódmegfelelőségi táblázat megvalósítása. 3.39.

Itt N a bemeneti bináris kódnak megfelelő decimális számot jelöli. A kódátalakítók gyakran hoznak létre egy dekóder-kódoló áramkört. A dekóder a bemeneti kódot valamilyen decimális számmá alakítja, majd a kódoló generálja a kimeneti kódot. Az ezen elv szerint elkészített konverter diagramja az ábrán látható. 3.40, ahol mátrix dióda kódolót használnak. Az ilyen konverter működési elve meglehetősen egyszerű. Például, ha a dekóder minden bemenete logikai „O”, akkor a 0 kimenetén egy logikai „1” jelenik meg, ami az „1” megjelenéséhez vezet a 4. és 5. kimeneten, azaz a kód első sorában. megfelelési táblázat valósul meg.


Az ipar termel nagyszámú titkosító, dekódolóés kódátalakítók, például 4×16-os dekóder villogóval (K555IDZ), kódátalakító 7×5-ös LED-mátrix vezérlésére (K155ID8), kódátalakító skálajelző vezérlésére (K155ID15) stb.

Az óra témája: Kódolók és dekóderek. Cél, szerkezet, alkalmazás

Általános információ

A dekóderek és kódolók (valamint az AND, OR, NOT, AND-NOT, OR-NOT elemek) kombinációs elemek: a kimeneteik potenciáljai a bemenetek pillanatnyi állapotától, változásukkal pedig a bemeneti helyzettől függenek. a kimenetek is változnak; az ilyen elemek nem tartják meg korábbi állapotukat a bemeneteken lévő potenciálok megváltoztatása után, pl. nincs emléke.

A dekódolók lehetnek teljesek vagy hiányosak. A komplett dekóderek minden bemeneti kódra reagálnak, a hiányosak pedig olyan kódokra, amelyek értéke nem haladja meg az előre meghatározott értéket. A dekóder kimenetei lehetnek közvetlenek vagy inverzek.

A titkosítók prioritásos és nem prioritásosként is elérhetők. Egy prioritási kódolóban a bemenetek eltérő prioritásúak. A magasabb prioritású gerjesztett bemenet elnyomja a korábban gerjesztett bemenetét, és az értékének megfelelő kódot állít be a kimenetekre.

A témában bemutatott anyagok ismerete lehetőséget ad a hallgatónak a dekóderek és kódolók helyes kiválasztására a szükséges bitmélységtől, ezen elemek vezérlőbemeneteinek használatának szükségességétől és a kimenetek kategóriájától függően. Megtanulja rendszerezni a sok bemenettel rendelkező struktúrákat alacsony bemenetű elemeken, valamint olyan kódokat tartalmazó címeszközöket, amelyek szélessége meghaladja a felhasznált elemek szélességét.

Dekóder felépítése.

Minden digitális kód a dekóder bemenetein (3.2. ábra, a, b) egy logikai 1-nek (vagy logikai 0-nak) felel meg a megfelelő kimeneten. Más szavakkal, minden bemeneti kód a megfelelő kimenetet címzi, amely gerjesztett. Ezért a dekóder bemeneteit gyakran címbemeneteknek nevezik. A mellettük lévő számok (1,2,4...) azt mutatják, hogy a bejövő bináris szám bitjeinek súlya hogyan korrelál.

A dekóder kimenetei decimális számokban vannak digitalizálva. Az a kimenet, amelynek száma megegyezik a bemeneti kód súlyával, amelynek bitjei a jelzett súlyokkal rendelkeznek, gerjesztett, azaz. A dekóder megfejti (megfejti) a bináris kódban írt számot, a megfelelő kimeneten logikai 1-ként (logikai 0) ábrázolva. Így az 5-ös kimenet a 101-es bemeneti kóddal, a 6-os kimenet a 110-es bemeneti kóddal van gerjesztve stb. Kényelmes elképzelni, hogy a dekódoló kimenete tükrözi azt a bemeneti kódot, amely gerjesztette.

A V bemenet a futás engedélyező bemenet. Ha inverz (kör jelzi), akkor a dekóder működéséhez naplóval kell rendelkeznie. 0 (elegendő ezt a bemenetet a közös vezetékhez csatlakoztatni – „föld”). A V közvetlen bemenet egy ellenálláson keresztül csatlakozik a tápegységhez. A felbontású bemenet jelenléte kiterjeszti a mikroáramkör funkcionalitását.

A dekóder úgy van kiválasztva, hogy a bemeneteinek száma megfeleljen a bejövő bináris kódok bitmélységének. Kimeneteinek száma megegyezik az ilyen bitmélységű különböző kódok számával. Mivel a bináris kód minden bitje két értéket vesz fel, az n bites kombinációk (n bites bináris kódok) teljes száma 2n. Ennyi kimenet teljes dekódolóval rendelkezik.

Hiányos dekóder kerül kiválasztásra, ha egyes címkódértékek nem tükrözik a fizikai valóságot. Így például egy tizedesjegy bináris kódjainak rögzítésére tervezett dekódernek (0,1,2...9 számokat tartalmazhat) négy bemenettel kell rendelkeznie (910 10012-ként jelenik meg). Az 10012-nél nagyobb kombinációk azonban nem számjegyet, hanem számot jelenítenek meg, ezért (bár a bemeneteknél megjelenhetnek) nem szabad a kimeneteken rögzíteni, amelyek száma nem haladhatja meg a tízet.

A dekódoló szerkezete AND elemeken alapulhat; mindegyik kimenete a dekóder kimenete. Ha ezt a kimenetet gerjeszteni kell, akkor az ÉS elem bemenetein logikai egységeket kell gyűjteni. Ebben az esetben a bemeneti kód logikaiakat tartalmazó bitjeit közvetlenül az ÉS elem bemeneteire kell juttatni, a nulla biteket pedig invertálni kell.

Dekódolók és titkosítók léteznek:

közvetlen bemenetekkel

inverz bemenetekkel

befejezetlen

nem prioritás

kiemelten fontos

Egyes dekódertípusok inverz kimenettel rendelkeznek: a gerjesztett (aktivált) kimenet logikai 0-val, míg az összes többi logikai 1-gyel rendelkezik. Az ilyen dekóderek használata kényelmes, ha az aktív jel segítségével kiválasztjuk (üzembe helyezzük, inicializáljuk) eszköz a dekóder kimenete logikai 0.

A dekóder kapacitásának bővítése

A dekódolók kapacitásának bővítésének általános esetét a 3.4. ábra szemlélteti. A bal oldali (áramkörnek megfelelően) dekódolót a logikai 1 folyamatosan aktiválja az V bemeneten. A DC0...DC15 dekóderek bármelyike ​​aktiválható (kiválasztható) a címbemenetein található kódokkal. A 0...15 kimenetek közül egy-egy kimenet kiválasztását az 1, 2, 4, 8 kombinált bemeneteken található kód határozza meg. Így a 256 (28) kimenet bármelyike ​​aktiválható egy nyolc- bitkód, amelyből négy a dekódoló számát, négy pedig a kimeneti számát választja ki.

Dekódolók alkalmazása

A dekóder fő célja egy objektum kiválasztása (címzése, inicializálása) az eszközben található sok közül. Rizs. A 3.5 ezt az alkalmazást szemlélteti. Minden objektumhoz egy meghatározott cím (szám) van hozzárendelve. Amikor egy bináris címkód érkezik a dekódoló bemeneteire, a hozzá tartozó dekódoló kimeneten a logikai 0 megjelenése miatt a megfelelő elem aktiválódik, és a többi elem blokkolva marad.

Elképzelhető, hogy a dekóder egyik kimenetéről vezérlőjelet küldjön egy bizonyos blokkba, amikor egy bizonyos kód megjelenik a dekóder bemenetein, ami megfelel például egy paraméter túllépésének (hőmérséklet, feszültség, stb.), amelyet a megadott blokk normál szintjére kell hozni.

Ha a címezhető eszközök száma kicsi, sok dekódoló kimenet kihasználatlanul marad. Ebben az esetben célszerű lehet (főleg gazdasági okokból) nem dekódoló chipet használni, hanem annak töredékét logikai elemekkel megvalósítani.

A dekóderen logikai funkciókat lehet megvalósítani. Legyen például y = />3 x2 />1 + />3 x2 x 1 + x3 />2 x 1. A dekóder címbemenetei logikai változókat kapnak. Az első konjunkció (súlya 2) a 2. számú, a második a 3. számú, a harmadik az 5. számú kimenetet gerjeszti. Mivel ezen konjunkciók bármelyike ​​esetén az y = 1 feltételnek teljesülnie kell, a 2., 3. és 5. kimenetet diszjunkcióval kell kombinálni.

Titkosítók

A kódoló szerkezete.

A kódoló a dekóderhez képest fordítottan oldja meg a problémát: különösen a gerjesztett információ bemenet decimális számának megfelelő bináris kódot telepítenek a kimeneteire.

Amikor olyan kódolót készítünk, amely természetes bináris kódot kap a kimeneten, figyelembe kell venni, hogy az 1, 3, 5, 7,... páratlan decimális számjegyek 1-et tartalmaznak egy ilyen kód legkisebb jelentőségű számjegyében, azaz a legkisebb jelentőségű számjegy kimenetének 1-nek kell lennie, ha az az 1-es bemeneten vagy a 3-as bemeneten van, stb. Ezért a feltüntetett számokkal rendelkező bemenetek az OR elemen keresztül csatlakoznak az alacsony értékű bemenethez. rendelési számjegy. A 2, 3, 6, 7,... decimális számjegyek egysége a bináris kód második számjegyében van; az ezekkel a számokkal rendelkező bemeneteket egy VAGY elemen keresztül kell csatlakoztatni a kódoló kimenetére, amelyen a kód második számjegye van beállítva. Hasonlóképpen a 4, 5, 6, 7,... bemeneteket egy VAGY elemen keresztül ahhoz a kimenethez kell kötni, amelyen a harmadik bit be van állítva, mivel a kódjaikban ebben a bitben van egy, stb.

Lehetőség van egy kódoló áramkör felépítésére, ahol E a működési engedély bemenet, E0 pedig a kimenet, amelyen a logikai 0 azt jelzi, hogy egyetlen információ bemenet sincs gerjesztve. A kódolók bitkapacitásának (kaszkádolásának) bővítéséhez a következő kódoló E bemenetét az előző E0 kimenetére kell csatlakoztatni. Ha az előző kódoló információbemenetei nincsenek gerjesztve (E0=0), akkor a következő kódoló működési engedélyt kap.

A titkosítók és dekódolók célja és alkalmazása

A kódoló nem csak egy decimális szám bináris kódban való megjelenítésére (kódolására) szervezhető, hanem egy meghatározott kód kiadására is (értéke előre ki van választva), például a megfelelő szimbólummal rendelkező billentyű megnyomásakor. Amikor ez a kód megjelenik, a rendszer értesítést kap, hogy egy adott billentyűzetbillentyűt lenyomtak.

A titkosítókat olyan eszközökben használják, amelyek az egyik kódtípust egy másikra konvertálják. Ebben az esetben először a forráskód kombinációja dekódolásra kerül, aminek eredményeként a dekódoló megfelelő kimenetén megjelenik egy logikai 1. Ez a bemeneti kód kijelzése, melynek értékét a gerjesztett szám határozza meg. a dekóder kimenete a kódolóba kerül, oly módon szervezve, hogy minden bemeneti kód egy adott kimeneti kód megjelenését okozza.

A digitális technológia egyik nagyon fontos eleme, különösen a számítógépekben és a vezérlőrendszerekben, a kódolók és dekóderek. Amikor meghalljuk a kódoló vagy dekódoló szót, kémfilmekből származó kifejezések jutnak eszünkbe. Valami ilyesmi: megfejteni a küldést és titkosítani a választ. Nincs ezzel semmi baj, hiszen a mi és a külföldi állomásaink titkosítógépei titkosítókat és dekódolókat használnak.

Titkosítók.

Tehát a kódoló (kódoló) egy elektronikus eszköz, jelen esetben egy mikroáramkör, amely egy számrendszer kódját egy másik rendszer kódjává alakítja. Az elektronikában legszélesebb körben használt kódolók, amelyek a pozíció decimális kódot párhuzamos binárissá alakítják. Így lehet a jeladót kapcsolási rajzon feltüntetni.

Például képzeljük el, hogy egy közönséges számológépet tartunk a kezünkben, amelyet most minden iskolás használ.

Mivel a számológépben minden műveletet bináris számokkal hajtanak végre (emlékezzünk a digitális elektronika alapjaira), a billentyűzet után van egy kódoló, amely a beírt számokat bináris formájúvá alakítja.

A számológép összes gombja egy közös vezetékre van kötve és például az 5-ös gomb megnyomásával a kódoló bemenetén azonnal megkapjuk ennek a számnak a bináris alakját a kimenetén.

Természetesen a számológép kódolója nagyobb számú bemenettel rendelkezik, hiszen a számokon kívül az aritmetikai műveletek egyéb szimbólumait is be kell írni, így nem csak a bináris formátumú számok, hanem a parancsok is kikerülnek a program kimeneteiből. kódoló.

Ha figyelembe vesszük a kódoló belső felépítését, akkor könnyen belátható, hogy a legegyszerűbb alapvető logikai elemekre épül.

Minden bináris logikával működő, de a kezelő kényelmét szolgáló decimális billentyűzettel rendelkező vezérlőeszköz kódolót használ.

az oktatásról a tankönyv harmadik részében lesz szó.

Kérdések az önkontrollhoz

Mi az a dekóder?

Hogy hívják a lineáris dekódert?

Ismertesse a demultiplexer működési elvét!

Mi az a titkosító?

Hol használják a titkosítókat?

Mi az a multiplexer?

3.1.2 Titkosítók

A titkosítás egy módja az adatok tömörítésének átalakítással m-bites egységes (tizedes) kód be n-bites bináris vagy bináris decimális kód ( m> n). Titkosítók ( CD, kódoló) végrehajtja a dekóder inverz funkcióját. Amikor egy jel érkezik a kódoló egyik bemenetére, a bemenet számának megfelelő kód generálódik a kimenetén.

Teljes titkosító ( m – n) Megvan m = 2n bejáratok és n kilép, ha m < 2n, akkor a kódoló nem teljes. Lehet nem prioritásos is, ha csak egy aktív jel engedélyezett, vagy prioritás, ha több aktív jel egyidejű küldése engedélyezett a bemenetekre.

A teljes nem-prioritású kódoló (4 – 2) működési elvét az igazságtáblázat magyarázza (1. táblázat).

A nem prioritású kódoló igazságtáblázata (4 – 2) 1. táblázat

toborzás	Információs bemenetek				Kilépések
	x 3	x 2	x 1	x 0	F 1	F 0

A Karnaugh-térképeket általában nem használják a kódoló áramkör minimalizálására a nagyszámú változót tartalmazó fordítás bonyolultsága miatt.

Az (1) táblázatból az következik, hogy a legkisebb jelentőségű számjegyF 0 A kódoló kimenetén lévő kód egyenlő eggyel, ha van egy a páratlan bemeneteken:

Senior rangF 1 kód a kódoló kimenetén egyenlő eggyel a bemeneteknélx 3 , x 2 egység jelenléte:

Következésképpen a kódoló áramkör (4 – 2) megvalósítható két 2OR elem felhasználásával (1. ábra, a).

Rizs. 1 Nem-prioritású kódoló áramkörei (4–2) a 2OR (a), 2OR-NOT (b) elemeken

Az inverz jelöléshez (1. ábra, b):

A kódoló egyik bemeneti jelének egyetlen értékkel kell rendelkeznie (1. táblázat). Ha a bejáratoknál x 1 , x 2 , x 3 nulla értékek azt jelenti, h majd a bejáratnál x 0 logikusa 0-nak megfelelő egység, és ez a bemenet esetleg nem csatlakozik az áramkörhöz (1. ábra, a). Ugyanígy azértx 3 a diagrambanábrán látható kódoló. 1, b. Az ábrán látható kódoló áramkörök a bemenetek (mindkét esetben a legkisebb jelentőségű bit) tükör átrendezésében térnek el x 0 , idősebbx 3 ) és a kimeneti jelek invertálása (1. ábra, b).

A titkosítóknak általában vannak szolgáltatás bemenetei és kimenetei:

- Megengedő (villogó) bemenetEI (HU ) a kódoló válaszidejének kiválasztásához, ennek függvényébenEI =1, a bemeneti kód bitmélységének növelésére is.

- Megengedő kimenetEO (HU ), meghatározza a jelek hiányát az összes információs kimeneten (EO = 1). A bitmélység növelésére szolgál további kódolók csatlakoztatásával, csatlakozási feltétel EO =1.

- Megengedő kimenetG.S. (C.S. ), jelzi az információs jel jelenlétét legalább egy bemeneten, és az értéket veszi felG.S. = 1. Koordinációt biztosít a kódoló és a külső eszközök (mikroprocesszor) között. Használható a kódoló bitmélységének növelésére a kódkonverziós hibák kiküszöbölésére.

A kódoló egyik fő célja, hogy billentyűzet segítségével adatokat vigyen be a digitális eszközökbe. Azokat a titkosítókat, amelyek több billentyű egyidejű lenyomásakor csak a legmagasabb számjegyből álló kódot állítanak elő, prioritásnak nevezzük. Ha ezek a kódolók érzékelik a magas (bal) egységet, és az egységnek megfelelő decimális szám bináris kódját alkotják, akkor ezeket magas egység mutatóknak nevezzük (elem megnevezés HPR 1/ KUKA ).

A magasabb rendű egységmutató igazságtáblázatában (2. táblázat) az „X” szimbólum az eszköz számára nem fontos bemeneti változók értékeit jelöli, és 0 vagy 1 lehet. - a megfelelő halmaz rendelési számjegye érdekes.

A „–” szimbólum azoknak a változóknak az értékeit jelöli, amelyek nem lépnek be a kódolóba, mert az engedélyezési bemenetenEI logikai nulla jel,a kijáratnálF 1 F 0 = 00.

Példa: ha a legjelentősebb billentyűt lenyomjuk x 3 (5. készlet), amely a 3 10 = 11 2 kódoknak felel meg, a többi gomb megnyomását figyelmen kívül kell hagyni.

A magas egységmutató igazságtáblázata (4 – 2) 2. táblázat
toborzás	Szolgáltatás			Információ
	bejárat	kilép		Bemenetek				Kilépések
	EI	G.S.	EO	x 3	x 2	x 1	x 0	F 1	F 0

A kilépésre vonatkozó ragasztási szabály szerint F 1 .

Az óra típusa: kombinált óra.

Technológia: személyiség-orientált.

Idő: 45 perc.

Felszereltség: modern technikával és licencelt szoftverekkel felszerelt számítógép osztály.

Az óra céljai:

• ismételje meg az információ megjelenítésének módszereit számítógépen;
• elsődleges elképzelést alkot a számítógép felépítéséről és alkatrészeinek céljáról;
• felkelti az érdeklődést a számítástechnika iránt.

Az óra céljai:

Nevelési– az egységes világképről alkotott elképzelések kialakítása a tanulókban (különböző típusú információk kódolásának azonos módszerei).

Fejlődési- ok-okozati összefüggések kialakításával fejleszteni az iskolások logikus gondolkodását.

Nevelési– a tanulók kognitív érdeklődésének, hallási készségeinek, munkavégzési pontosságának és kemény munkájának ápolása.

Felkészülés a leckére.

A leckére a következők készültek:

Prezentáció, vetítővásznon vetített diák (1. sz. melléklet).

A kódoló elektronikus modellje, Excel segítségével épített. A munkalap igazságtáblázatot, a kódoló logikai diagramját tartalmazza, működése szimulált (2. melléklet).

Tábla kialakítás.

Az óra témája is fel van írva a táblára óraterv diákoknak:

1. Információk megjelenítése számítógépen.
2. Az információ kódolására szolgáló eszköz egy kódoló.
3. Kódoló áramkör numerikus információk kódolására.

Óraterv tanárnak.

Az órák alatt

I. Szervezési mozzanat.

II. Motivációs kezdés a leckéhez.

Tanár. A mai óra témája: „Kódolók. A konstrukció célja és elve.” Az óra során Önnek és nekem meg kell tanulnunk azt az eszközt, amelyen keresztül információ jut a számítógépbe. De előtte Önnek és nekem emlékeznünk kell az információk számítógépen történő megjelenítésének módjaira.

Kérdés. Milyen típusú információkat tud feldolgozni egy modern számítógép?

Válasz. Számszerű, szöveges, grafikus és audio információk. Az egyes típusú információkat számítógép számára érthető formában kell bemutatni.

Kérdés. Milyen formában jelennek meg ezek az információk a számítógépen?

Válasz. A számítógépben található numerikus, szöveges, grafikus és hanginformációk bináris kódok formájában jelennek meg.

Kérdés. Miért választották a bináris kódot az információ megjelenítésére a számítógépben?

Válasz. A bináris kód ábécé a 0 és az 1 jelekből áll. Technikailag sokkal egyszerűbb két különböző állapot megvalósítása, például a feszültség hiánya 0-t, a jelenlét 1-et jelenthet; a mágneses lemez felületének területe (mágnesezett/nem mágnesezett); a lézerlemez felületének területe (tükröződik/nem tükröződik).

Kérdés. Nevezze meg azokat az eszközöket, amelyekkel információkat visz be a számítógépbe?

Válasz. Billentyűzet, egér, szkenner, mikrofon, kamera, videokamera.

III. Az óra témájának magyarázata.

Egy modern számítógép – mint tudjuk – numerikus, szöveges, grafikus és hanginformációkat is képes feldolgozni. A feldolgozásra szánt információkat számítógép számára érthető formában kell bemutatni. Megneveztük azokat az eszközöket is, amelyekkel információkat viszünk be a számítógépbe. Ez mindenekelőtt egy billentyűzet. Nézzük meg, hogyan konvertálódnak az információk a monitoron való megjelenés előtt.

Az 1. ábrán látható diagramból látható, hogy a számítógép processzora csak bináris számok és belső kódok formájában megjelenő információkat dolgoz fel. A billentyűzetről származó információk a processzor általi feldolgozás előtt a kódolóeszközbe kerülnek - kódoló. A „titkosító” elnevezés annak a ténynek köszönhető, hogy az első kódok (rejtjelek) az ókorban jelentek meg, és azoktól származó fontos üzenetek osztályozására szolgáltak, akiknek nem szánták őket. Kódolásunk feladata nem az üzenetek osztályozása, hanem egy más cél: a bemeneti információt a számítógép számára érthető formába alakítani. Az erre a célra szolgáló kódolóeszköz (kódoló) a forrásszöveg minden karakterét egy meghatározott bináris számhoz (kódhoz) rendeli. Ezután az információt bináris kód formájában elküldik a processzornak feldolgozásra. A feldolgozás után az információ egy dekóderen (inverz konverziós eszközön) keresztül kerül a kimeneti eszközre. Tekintsünk részletesebben egy numerikus információk kódolására szolgáló eszközt. Számadatok számítógépbe történő beviteléhez egy hagyományos, decimális számjegyeket tartalmazó billentyűzet használható. Mint ismeretes, a számrendszer alapja az adott számrendszerben a számok ábrázolására használt jelek vagy szimbólumok száma. A decimális számrendszerben az ilyen szimbólumok száma tíz, ez 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. A bináris számrendszerben két ilyen karakter van - 0 és 1. Következésképpen a kódolóeszköznek (kódolónak) a decimális szám formájában lévő bemeneti információt bináris számmá kell alakítania, azaz bináris számmá. Rendelje hozzá a decimális számrendszer minden számjegyét egy adott bináris számkódhoz. Ismerjük a számok decimális számrendszerből kettes számrendszerbe való átszámításának szabályait. Azt is tudjuk, hogy a 9-es szám kettes számrendszerben való ábrázolásához négyjegyű kettes számra van szükség. Készítsünk igazságtáblázatot.

Asztal 1

Decimális szám	Bináris számkód
	Negyedik kategória	Harmadik kategória	Második kategória	Első kategória
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

A táblázat decimális számokat tartalmaz, és bináris számokat rendel hozzájuk. A táblázat elemzése után a következő következtetéseket vonhatjuk le, amelyek egy kódolóeszköz felépítéséhez szükségesek. A beviteli eszköznek tíz kulcsot kell tartalmaznia, 0-tól 9-ig. Az eszköz kimenete egy négybites bináris kód lesz. Ezenkívül az első számjegy kimenetén információ (logikai 1) lesz, ha megnyomja az 1, 3, 5, 7, 9 gombokat. A második számjegy kimenete 1 lesz a 2, 3, 6, 7 gombok megnyomásakor. A harmadik számjegy kimenete 1 lesz a 4, 5, 6, 7 gombok megnyomásakor. A negyedik kimenete a 8-as vagy 9-es billentyűk lenyomása.Az eszköz felépítéséhez logikai VAGY elemekre van szükségünk, amelyek a billentyűkből származó információkat egyesítik és a megfelelő bitre kiadják.

Egy ilyen eszköz diagramja a 2. ábrán látható. A logikai áramkörökben használt kódoló hagyományos képe a 3. ábrán látható.

IV. A kommunikáció szakasza, az ismeretek rendszerezése és a tanultak megszilárdítása.

Tanár. Az általunk tanulmányozott anyag konszolidálásához ellenőrizzük a kódoló működését egy elektronikus modellen. Az elektronikus modell a következőket mutatja be: a kódoló igazságtáblázata, egy szimbolikus kép a logikai áramkörökön, egy elektromos áramkör és bemeneti kulcsok. A kódoló működésének ellenőrzéséhez egyszerűen válasszon ki egy decimális számjegyet, és nyomja meg a megfelelő gombot. A kódoló kimenete a szám bináris kódja lesz, amelyek pirossal láthatók. Ellenőrizni kell, hogy a kapott bináris kód megfelel-e az igazságtábla tartalmának. Kezdjük el.

A diákok számítógépen dolgoznak.

V. Összegzés. Házi feladat.

Ma egy olyan eszközzel ismerkedtünk meg, amely széles körben alkalmazható a modern technikában. Mindannyian sokszor találkozunk kódoló eszközökkel a nap folyamán. Ez mindenekelőtt számítógépes berendezések, telefon, TV távirányító, mikrohullámú sütő, mosógép és egyéb háztartási készülékek.

Házi feladatként arra kérem, hogy ismételje meg a bemutatott anyagot a következő leckében, és határozza meg, hogy mely háztartási készülékek, amelyeket nem neveztem meg, kódolók találtak gyakorlati alkalmazást. Köszönöm! Viszontlátásra!