Преобразователь кода (нумерация) - вычислительное устройство для автоматического изменения способа кодирования некоторого множества сообщений без изменения смыслового содержания.
В цифровых устройствах часто возникает необходимость преобразования числовой информации из одного двоичного кода в другой двоичного код.
Известны методы построения структурных схем преобразователей из одного двоичного кода в другой с помощью упрощения логических выражений функции Y=f(X). Метод Квайна для минимизации функций ручным способом оказывается весьма трудоемким, но для сложных функций с большим числом аргументов задача решается с помощью ЭВМ. Метод минимизации функции с помощью карт Вейча обеспечивает простоту получения результата. Он используется при минимизации относительно несложных функций (с числом аргументов до 5) ручным способом. Этот метод требует элементов изобретательности и не может быть использован для решения задачи минимизации с помощью ЭВМ /1-стр.133/.
Пример преобразования с помощью карт Вейча двоично-десятичного кода 8-4-2-1 (аргументы Х), поступающего на вход преобразователя с выхода двоично-десятичного счетчика (рис.1а) в двоичный семипозиционный код (функция Y) рассмотрен ниже /1-стр.188 -193/. На рис.1б представлена таблица истинности для входного двоично-десятичного кода 8-4-2-1 и выходного двоичного семипозиционного кода, управляемого элементами отображения семисегментного индикатора /1-стр.190/.
Синтезирование преобразователя кода начинается с построением таблицы истинности в форме таблиц Вейча (рис.2) отдельно для каждой переменной Y1, ...., Y7. Выделенным областям соответствуют логические выражения, представленные на рис.2б. Теперь нетрудно записать логические выражения для выходных величин Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7 (рис.2в). Построенная в соответствии с этими выражениями схема преобразователя кода приведена на рис.3а. На рис.3в представлен семисегментный индикатор с указанными элементами отображения, управляемыми соответствующими переменными выходной функции Y. На рис.3б воспроизведены семисегментные арабские цифры. При попыткеупростить структурную схему преобразователя потребуется всю работу по построению таблиц истинности в форме таблиц Вейча повторить снова.
Наиболее простым методом преобразования, например, двоично-десятичного кода 8-4-2-1 в двоичный семипозиционный код, и построение структурной схемы его на основе этого преобразования, является предлагаемый цифровой метод, пригодный как для работы вручную, так и на ЭВМ.
Для решения поставленной задачи из таблицы истинности (рис.1б) входных аргументов X и выходных переменных Y синтезируемого преобразователя выписываем комбинации десятичных цифр, например, по уровню логической "1" и уровню логического "0" (рис.1в, рис.1г). Десятичные цифровые соответствия аргументов X и переменной Y, обозначенные на схеме с черточкой сверху, отображают состояние уровня логического "0", без черточки сверху отображают состояние уровня логической "1".
Для получения на выходе логического элемента "И-НЕ" той или иной цифры с уровнем логического "0" на входе его должно присутствовать такое количество десятичных цифровых соответствий аргументов Х, содержащих интересующую нас цифру с уровнем логической "1", чтобы только она одна и инвертировалась на выходе логического элемента в уровень логического "0". Далее составляем наборы десятичных цифровых соответствий аргументов Х (X1, X2, X3, X4) в виде матриц (фиг.4а), имитирующих логические элементы "И-НЕ", для всех интересующих нас десятичных цифровых соответствий выходной функции Y (рис.4). В результате все логические элементы, необходимые для реализации структурной схемы преобразователя кода найдены. Остается лишь построить структурную схему преобразователя (рис.5) в соответствии с десятичными цифровыми соответствиями выходной функции Y (Y1, Y2, Y3, Y4,Y5, Y6, Y7). Уровень логической "1" на некотором входе индикатора вызывает гашение соответствующего элемента, а уровень логического "0" - его высвечивание. Сравнение преобразователей кода может быть произведено по количеству логических элементов И-НЕ структурной схемы и информационных цепей на их входах /2-стр.94/. Если на рис.5 /1-стр.190/ число информационных входных цепей преобразователя двоично-десятичного кода 8-4-2-1 в двоичный семипозиционный код равно 39 при 15 логических элементах И-НЕ, то в структурной схеме аналогичного преобразователя кода (рис.6), число информационных входных цепей снижено до 35, но число логических элементов И-НЕ при этом увеличилось до 16 /3-стр.681/. Использование простого и наглядного цифрового метода построения структурной схемы преобразователя кода 8-4-2-1 в двоичный семипозиционный код позволило упростить структурную схему его, сократив число информационных входных цепей до 33 при 15 логических элементов И-НЕ рис.7. На структурной схеме преобразователя указано формирование сигнала гашения или высвечивания каждого элемента индикатора при отображении любой десятичной цифры.
1. Б.А. Калабеков, И.А. Мамзелей. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. Москва. "Радио и связь". 1987 г. -
2. В.С. Гутников. Интегральная электроника в измерительных приборах. Ленинград.
"Энергия". 1974 г.
3. Справочник по интегральным микросхемам. Под редакцией Тарабрина Б.В. Москва. "Энергия". 1980 г.
