Работает клавиатура следующим образом.
.
В шифраторах также необходимо учесть возможность расширения числа информационных входов за счёт одновременного использования нескольких шифраторов, включенных определённым образом. При этом целесообразно добавить вход разрешения работы данного шифратора (EI - enable input) и выход разрешения работы для других шифраторов (EO - enable output).
Учитывая такую возможность, создают приоритетные шифраторы, в которых все входы оказываются с разными приоритетами. Тогда при одновременной подаче активных сигналов на несколько входов шифратор формирует на выходах код входа с максимальным приоритетом.
Одновременно на нескольких входах может присутствовать активный сигнал, что должно приводить к строго определённому коду на выходах.
Другое решение возможно путём добавления специального выхода группового переноса (GS), активный сигнал на котором появляется только в том случае когда хотя бы на один из входов поступает активный сигнал. При таком решении считывание информации с выходов шифратора осуществляется лишь при наличии активного сигнала на выходе группового переноса, что гарантирует однозначное преобразование унитарного кода в параллельный двоичный код.
Каждому входу с активным сигналом соответствует определённая комбинация выходных сигналов. Но ведь может быть случай, когда на всех входах присутствуют пассивные сигналы. Но при этом на выходах будет присутствовать какая-то определённая комбинация, которая соответствует наличию активного сигнала на определённом входе. Окажется, что наличие любого сигнала на этом входе приводит к одной и той же комбинации выходных сигналов, что приводит к нарушению логики работы узла. Эта проблема решается двумя способами. Можно исключить соответствующий вход у шифратора и учитывать соответствующее состояние выходных сигналов как исходное или соответствующее активному состоянию сигнала на отсутствующем входе. Такое решение используется в микросхеме К555ИВ3, выполненной по технологии ТТЛ.
При n выходах простейший полный шифратор должен иметь 2n входов. Можно предполагать, что активный сигнал поступает только на один из входов в данный момент времени.
Шифраторы осуществляют преобразование унитарного кода в параллельный двоичный код, то есть они выполняют операцию, обратную дешифрированию.
Лекция №19. Шифраторы. Мультиплексор, демультиплексор. Сумматоры.
Особенности в работе шифратора:
С учётом всех замечаний рассмотрим работу приоритетного шифратора КМ555ИВ1, функционирование которого описывается таблицей 2.2, а условное обозначение этого шифратора предложено на рисунке 2.11.
Таблица 2.2
Символ b указывает на то, что состояние соответствующего сигнала не имеет значение. Обратите внимание на то, что по всем входам и выходам активным сигналом является уровень логического нуля. Таблица функционирования (истинности) шифратора позволяет при необходимости синтезировать полную схему на элементах типа И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
Особенности формирования выходных сигналов группового переноса GS и сигнала разрешения на выходе EO:
Для сигнала группового переноса справедливо:
Сигнал разрешения на выходе (EO) равен нулю только на одном наборе входных переменных. Обратим внимание именно на этот набор, записав конституэнту единицы для него:
Тогда выходной сигнал EO будет равен:
.
Рис. 2.11. – Условное обозначение шифратора.
Шифраторы могут быть использованы для формирования кода нажатой клавиши, то есть при организации клавиатуры.Если количество клавиш не превышает число информационных входов выбранного шифратора, то схема клавиатуры предложена на рисунке 2.12.
Рис. 2.12. – Способ организации простейшей клавиатуры.
При необходимости увеличения числа клавиш выход EO следует подключить к входу EI следующей микросхемы, как указано на рисунке.
Клавиатура содержит восемь клавиш SB1-SB8, восемь резисторов R1-R8 и один шифратор на микросхеме КМ555ИВ1. Благодаря тому, что вход EI подключен к общему проводу, на этом входе присутствует логический нуль, разрешается работа микросхемы шифратора. То есть шифратор будет реагировать на подачу нуля на информационные входы.
При отсутствии нажатых клавиш на всех информационных входах присутствуют единичные уровни благодаря тому, что входы микросхемы соединены с источником питания через резисторы. Сопротивления резисторов выбираются равными нескольким килоомам (2КОма). При нажатии, например, на клавишу SB1 подаётся нуль на нулевой вход шифратора, что приводит к формированию на выходе группового переноса GS активного уровня, то есть нуля. В то же время на выходе EO формируется пассивный сигнал, равный уровню единицы, что блокирует по входу работу тех микросхем, которые подключены к данной микросхеме. Таким образом реализуется максимальный приоритет у клавиш, подключенных к данному шифратору. На информационных выходах формируется код нажатой клавиши. Если нажать какую-либо другую клавишу, то на информационных выходах соответствующим образом изменится код. У входа с большим номером приоритет выше. То есть, если нажаты, например, одновременно клавиши на входах 4 и 5, на выходах сформируется код y2y1y0 = 101. Это соответствует коду пятого входа.
Если предполагается ввод кода нажатой клавиши в микропроцессорную систему, то признак нажатия клавиши может быть использован как сигнал прерывания работы системы. По этому сигналу система должна принять информацию с клавиатуры.
При использовании нескольких микросхем шифраторов возникнет необходимость разумным образом с помощью дополнительных логических элементов сформировать выходной код, который соответствовал бы нажатой клавише. Признак нажатой клавиши также потребует применения дополнительной логики.
Работа восьмивходового полного шифратора задается следующей таблицей истинности:
| Входы | Выходы | |||||||||
| X7 | X6 | X5 | X4 | X3 | X2 | X1 | X0 | Y3 | Y2 | Y1 |
На основании таблицы истинности можно записать ФАЛ, задающие работу восьмивходового шифратора:
