книги / Типовые узлы на полупроводниковых логических и функциональных элементах серии ЭТ

ном воздействии на все разряды регистра или последо­ вательно при подаче последовательно во времени симво­ лов на вход записи. Частота передачи двоичных симво­ лов от одного разряда к следующему в приведенной схе­ ме может меняться от 0 до 5—10 кгц.

импульсы

Рис. 66. Блок-схема сдвигаю щ его регистра.

И. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КОДОВ

Преобразователи кодов преобразуют один вид кода в другой, более удобный для дальнейшего использова­ ния.

На практике при построении различного рода устройств автоматики, телемеханики, защиты и пр. ча­ ще всего приходится иметь дело со следующими видами преобразований кодов: отсчет импульсов непосредствен­ но в десятичном коде; преобразование двоично-последо­ вательного кода в десятичный и наоборот; преобразова­ ние параллельного двоичного или двоично-десятичного кода в десятичный и наоборот; преобразование двоично­ го или десятичного кода в рефлексный (циклический) код и наоборот.

Преобразователи параллельного двоичного кода

вдесятичный. Такое преобразование можно выполнить

спомощью диодного матричного дешифратора, собран­

ного из типовых диодных логических схем типа И или ИЛИ (элементы ЭТ-Л02).

101

Работа диодного матричного дешифратора в этом случае заключается в том, что при каждой из возмож­ ных комбинаций входных сигналов появляется выходной сигнал соответствующей данной комбинации входных сигналов только на одной выходной шине. Диодные де­ шифраторы могут быть одноступенчатыми лцбо много­ ступенчатыми. Одноступенчатые дешифраторы проще по построению, но зато требуют большого числа диодов. Количество диодов т, необходимое для построения та­ кого дешифратора, как уже указывалось выше, опреде­ ляется следующим образом:

m = nN—п2п,

где п — число входных переменных (число разрядов, число триггеров).

Многоступенчатые диодные дешифраторы с мини­ мально возможным количеством диодов строятся сле­ дующим образом. При п входных переменных все вход­ ные переменные разделяются на две группы с га/2 пере­ менными в каждой группе (при п четном). Если п не­ четное, то одна группа содержит на одну переменную больше, чем другая. Далее каждая группа разделяется таким же образом на подгруппы до тех пор, пока все оконечные подгруппы не будут содержать две или три переменные. Для оконечных подгрупп с двумя и тремя

Рис. 56. Блок-схема многоступенчатого деш иф ратора.

102

переменными образуются диодные матрицы на 4 и 8 вы­ ходов соответственно. Эти матрицы составляют первую ступень дешифратора.

Затем выходы каждой пары диодных матриц первой ступени объединяются при помощи диодов, в результате чего образуются диодные матрицы второй ступени, да­ лее объединения выходов каждой пары матриц второй ступени образуют матрицы третьей ступени и т. д. до образования последней ступени дешифратора, содержа­ щей только одну диодную матрицу.

На рис. 56 приведена блок-схема многоступенчатого дешифратора. Общее число входных переменных я = 9 разбито на четыре группы: П\ = 3, я2=2, ft3 = 2, /г4 = 2.

Число выходов дешифратора определяется по обыч­ ной формуле

___ 2п ■2'4+rta+rt3+w*

Число диодов, необходимое для образования первой сту­ пени дешифратора, определяется как

Число диодов, необходимое для образования II ступени дешифратора, равно:

ти = т \ + т \ = 2• 2",+"3+ 2• 2">+"‘ = 96.

Число диодов, необходимое для образования III ступени дешифратора, равно:

На рис. 56 число без скобок в квадрате указывает на количество выходов в данной диодной матрице, а число в скобках — на количество диодов в ней. Такой трех­ ступенчатый дешифратор для образования 512 выходов при девяти переменных входных требует 1 168 диодов Это — минимальное количество диодов из возможных

103

для образования 512 выходов. При одноступенчатой матрице потребовалось бы количество диодов, равное 9*29 = 4 608, что почти в 4 раза больше, чем количество диодов при трехступеичатом дешифраторе.

В многоступенчатом дешифраторе между отдельны­ ми входами и выходами последовательно включаются

диоды, количество которых равно числу ступеней. Такое последовательное соединение диодов увеличивает зату­ хание сигнала при передаче от входа на выход. Это ограничивает допустимое число ступеней дешифратора.

На рис. 57 изображена схема двухступенчатого диод­ ного матричного дешифратора для преобразования че­ тырехразрядного двоичного кода в десятичный. Легко заметить, что такой дешифратор можно собирать из эле­ ментов ЭТ-Л02. Необходимое число диодов в этом де­ шифраторе 48, тогда как при одноступенчатом дешифра­ торе потребовалось бы 64.

В табл. 15 показано необходимое число диодов в одно- и двухступенчатых дешифраторах при различ­ ном числе входных переменных.

104

Преобразователь двоично-десятичного кода в деся­ тичное число. На рис. 58 показана схема одного вариан­ та двоично-десятичной счетной декады, работающей в коде 8-4-2-1, и диодного матричного дешифратора. Последний служит для преобразования одного разряда

двоично-десятичного кода в десятичный. В процессе от­ счета импульсов от 0 до 9 отрицательный потенциал (—Un) поочередно появляется на выходных шинах 0—9 диодного дешифратора. Такая схема может быть назва­ на распределителем импульсов ца основе двоично-де­ сятичной счетной декады и одноступенчатого диодного дешифратора. Очевидно, с целью уменьшения числа диодов в этой схеме можно применить двухступенчатый дешифратор вместо одноступенчатого. Подобная схема может быть использована для управления цифровыми индикаторными лампами.

Преобразователи десятичного кода в циклический код (счетчик, работающий по коду Грея). При создании различных преобразователей угла поворота в код часто возникает проблема устранения недопустимых по вели­ чине ошибок за счет неоднозначности преобразования, когда значение преобразуемой величины соответствует границе между двумя соседними уровнями.

Для решения этой проблемы лучше всего отказаться от кодирования по общепринятым системам счисления (двоичной, десятичной, восьмеричной, двоично-десятич­ ной и т. п.) и представить числа в циклическом коде.

Легко показать, что для представления любых п-раз­ рядных двоичных чисел необходимо такое же количество

105

разрядов в циклическом коде. При этом особенность циклического кода в отличие от общепринятых систем состоит в том, что два соседних числа различаются меж-

ду собой значением цифр только в одном разряде, т. е. изменение цифры при переходе от одного числа к дру­ гому происходит только лишь в одном разряде кода. Существует ,много таких кодов. Наиболее простой из

106

них известен под названием циклического, рефлексного двоичного кода, или кода Грея (табл. 16).

Схема счетчика импульсов в коде Грея для счета и фиксации чисел (выраженных количеством импульсов) в четырехразрядном рефлексном двоичном коде пред­ ставлена на рис. 59. В этой схеме наряду с четырьмя

Рис. 59. Схема счетчика импульсов, служ ащ его для преобразова­ ния десятичного кода в код Грея.

107

триггерными ячейками Тр\, Тр2, Тр$, ТрА (элементы ЭТ-ЛОЗ) образующими соответствующие разряды чисел, содержится еще дополнительная делительная триггер­ ная ячейка Тр0 (элемент ЭТ-ЛОЗ) и диодные схемы сов­ падения (элемент ЭТ-Л02). Для сброса триггеров ис­ пользуются диоды (элемент ЭТ-Л02).

со I

Рис. 60. Развертки дисков.

а-ч развертка диока, соответствующего двоичному коду; б — раз­ вертка 4-разрядного кодирующего диска по циклическому коду.

Характерные особенности рефлексного двоичного ко­ да определяют его широкое применение в системах те­ лемеханики, особенно телеизмерения.

Преобразователь циклического кода в двоичный. В цифровых следящих системах используются датчики углового положения, которые дают информацию в виде двоичного кода. Число разрядов кода зависит от задан­ ной точности. Датчик состоит из кодирующего диска и фотоэлектрических или электромагнитных чувствитель­ ных элементов, воспринимающих информацию. Кодирую­ щий диск разбивается концентрическими окружностями на кольца, число которых равно числу разрядов п. При фотоэлектрическом считывании каждое кольцо содержит прозрачные и непрозрачные сектора, определяющие код на выходе датчика. Если кодирующий диск (например,

108

появление ложного кода, не соответствующего углу по­ ворота датчика. Например, при положении чувствитель­

О или 1, т. е. может быть получено любое число от 0000 до 1111.

>Р

Рис. 61. Блок-схема преобразователя циклического кода в двоичный.

Для устранения этого недостатка используется раз­ бивка кодирующего диска по циклическому коду (реф­ лексный код, код Грея). Тогда ошибка при считывании на границе любых двух секторов всегда не превышает одной единицы младшего разряда, как видно из рис. 60,6, где дана развертка 4-разрядного кодирующего диска, разбитого по циклическому коду.

Так как различные вычислительные устройства ис­ пользуют двоичный код, то необходимо преобразовать полученный с датчика углового положения циклический код в двоичный. Преобразование циклического кода в двоичный производится в соответствии с выражением

циклического кода равна сумме по модулю два знача­ щих цифр данного и всех более страших разрядов двоич­ ного числа.

На рис. 61 показана схема преобразователя, который выполняет преобразование в соответствии с приведен­ ным выше выражением. Число, записанное в цикличе­ ском коде, принимается в сдвигающий регистр А, а за­ тем оно сдвигается влево разряд за разрядом, начиная со старшего разряда.

109