Цифрові шифратори

курсова робота з інформатики

ЗМІСТ

Вступ

Одним з основних вузлів систем автоматичного управління і обчислювальної техніки, систем зв'язку, дискретної вимірювальної техніки і телемеханіки є так звані дешифратори. В сучасних телефонних і телеграфних координатних системах комутації, наприклад, ці вузли становлять велику частину керуючого обладнання.

Слово дешифратор походить від французького слова dechiffrer, що означає розгадувати, дешифрувати. У науково-технічній вітчизняній і зарубіжній літературі дешифратором називають пристрій перетворення сигналів, що приймаються ним в код сприймаючої системи.

Наведене визначення дешифратора є загальним і охоплює досить широкий клас пристроїв. В обчислювальній техніці і телемеханіці – це всілякі пристрої декодування, перетворення представлених величин або виділення тимчасових інтервалів; в системах зв'язку – демодулятори, пристрої розшифровки коду сигналів, які відповідають різним буквам телеграфних апаратів і т. д. В залежності від призначення і виконуваних функцій дешифратором вказане визначення може бути конкретизовано.

Розділ 1. Види цифрових шифраторів

1.1. Принципи побудови і методи синтезу дешифраторів

1.1.1. Визначення, основні поняття і класифікація дешифраторів

Дешифратор в загальному випадку має п входів і т виходів. З комбінації сигналів (або сигналу), що подається на його входи у відповідності зі структурою дешифратора виділяється повідомлення у вигляді вихідних сигналів дешифратора. Ці сигнали з'являються на одному або декількох виходах дешифратора і є керуючими для об'єктів, підключених до цих виходів. Інші виходи захищені від впливу помилкових сигналів, тобто дешифратори володіють властивостями селективності.

Сигнали, що приймаються дешифратором, можуть бути звуковими, світловими та ін., однак основне застосування в техніці знайшли електричні сигнали. Різні структури вхідних сигналів створюються шляхом підбору сигналів з певними ознаками (якостями). По цих ознаках імпульси відрізняються один від одного. Такими ознаками є, наприклад, вид струму (постійний або змінний), полярність, амплітуда і тривалість імпульсів, їх частота, фаза, форма і т. д. Різні структури сигналів можна отримати шляхом їх комбінування. Воно полягає в тому, що з сигналів з однаковими або різними ознаками створюються серії або набори сигналів, що подаються на вхід дешифратора послідовно або паралельно.

Структура вхідних сигналів визначає і структуру дешифраторів. Найбільш простими є дешифратори ознак сигналів, кожний з яких містить в собі повну інформацію, необхідну для роботи дешифратора. Основними блоками таких дешифраторів є розрізнювачі, реагуючі на ознаку вхідного сигналу, і виконавчий пристрій, який після спрацювання розрізнювача впливає на об'єкти, керовані дешифратором. Крім цих блоків, дешифратор може містити блок контролю проходження сигналу і допоміжний блок підготовки вузлів дешифратора до роботи і повернення їх в початкове положення. В необхідних випадках до складу дешифратора може бути введений ще і перетворювач, що здійснює доведення параметрів вхідного сигналу до значень, при яких забезпечується надійна робота розрізнювачів або спрощуються їх схеми.

При комбінованому вхідному сигналі вихідний сигнал дешифратора залежить від прийнятого набору сигналів з однаковими або різними ознаками, тобто окремий сигнал в цьому випадку самостійного значення не має. Відрізняються такі дешифратори наявністю в них логічного блоку, що формує результуючі вихідні сигнали на основі сигналів окремих розрізнювачів. Складність цього блоку значно залежить від структури сигналів, що приймаються. Будемо називати його надалі логічним перетворювачем.

У дешифраторах більшості сучасних дискретних систем навіть при структурах сигналів середньої складності перетворювачі незрівнянно складніше за інші блоки. Тому поняття дешифратора часто пов'язують саме з перетворювачем. У тих випадках, коли розрізнювачі відносять до суміжних пристроїв і не потрібно додаткових блоків, дешифратор складається тільки з логічного перетворювача.

Дешифратори відносяться до пристроїв, що вивчаються в теорії комбінаційних схем. Під комбінаційною розуміють логічну схему, що не містить зворотних зв'язків. Відмітною особливістю такої схеми є те, що її вихідні сигнали в деякий момент часу повністю визначаються відповідними ним вхідними сигналами.

Однією з важливих задач теорії комбінаційних схем є синтез таких схем, що поділяється на наступні етапи:

При синтезі дешифраторів, крім вказаних етапів, нерідко виконується ще етап кодування вхідних станів. Це робиться після аналізу вимог до схеми і в тому випадку, якщо по початковому завданню відоме тільки число цих станів без вказівки кількості входів схеми. Кодування полягає в тому, що кожному стану ставиться у відповідність набір станів вибраних логічних елементів. Після кодування складаються рівняння або таблиці, що описують функціонування схеми, і далі виконуються всі подальші етапи синтезу.

Внаслідок виконання першого етапу синтезу комбінаційних схем отримані логічні рівняння можуть бути представлені в різних формах. Для дешифраторів такими, що найбільш застосовуються є таблична і аналітична форми.

При табличній формі функціонування дешифратора задають таблицею відповідності. Таблиця містить п рядків, кожен з яких позначена однією з вхідних змінних, і т стовпців. Кожний стовпець позначений відповідно одним з номерів виходів дешифратора. У клітках таблиці може бути записана одиниця, або клітки залишаються пустими. У (i, j)-й клітині (і = 1, 2,..., п; j = 1, 2, ..., т) одиницю записують в тому випадку, коли при появі одиничного сигналу на j_му виході на і-й вхід також подається цей сигнал. Якщо при тому ж сигналі на j_му виході одиничний сигнал на i-му вході відсутній, то клітина залишається пустою.

Для опису