Дешифраторы. 
Автоматизированные системы управления технологическими процессами на тэс

По способу построения различают следующие типы дешифраторов:

• • матричные (прямоугольные, с параллельно включенными входами логических элементов);
• • пирамидальные (с последовательным включением двухвходовых логических элементов);
• • каскадные (с предварительным группированием входных сигналов).

Обычно входы дешифраторов связаны с выходами (единичным и нулевым) триггеров различных регистров и счетчиков, если необходимо дешифровать, например, код операции, адрес слова в памяти и т. п.

Таблица 3.5.

Схема двоично-десятичного матричного дешифратора показана на рис. 3.35.

С помощью четырех триггеров можно отобразить шестнадцать двоичных чисел (2⁴= 16) от 0000 до 1111. Эта схема составлена в предположении, что двоичное число не превышает 1001.

При этом дешифратор получается неполным (не может дешифровать все шестнадцать входных комбинаций), что дает возможность сделать его более экономичным. В схеме на рис. 3.35 использованы двух-, трехи четырехвходовые элементы И-НЕ, входы которых соединены параллельно.

Дешифратор работает в соответствии с табл. 3.5.

Разряды чисел, обозначенные в таблице буквой X, не участвуют в дешифровании. Они могли бы играть роль, если бы дешифратор был полным. Например, для дешифрования числа 5 достаточно трех младших разрядов, т. к. если бы в четвертом разряде была единица, то это число равнялось бы 13. Для дешифрования чисел 8 и 9 достаточно только двух разрядов: первого и четвертого.

Выходы трех триггеров можно сгруппировать в пирамидальный дешифратор (рис. 3.36). Этот дешифратор будет полным, т. к. он имеет три входа и 2 — 8 выходов, что соответствует числам от 0 до 7 в десятичной системе.

Рис. 3.35. Двоично-десятичный матричный дешифратор

В качестве примера рассмотрим применение дешифратора для создания «электронного советчика» для управления технологическим процессом.

Технологический процесс обеспечивает электронагрев воды в заданных пределах температур при ограничениях на ее солесодержание и рабочее давление. В этом процессе контролируются три параметра:

• а) температура, которая должна поддерживаться в пределах от 80 до 120 °C;
• б) солесодержание, которое не должно превышать 0,5%;
• в) давление, которое не должно быть более 1 МПа.

Информация о ходе процесса поступает от четырех датчиков: А и В —

термометры, С — солемер и D — манометр. Датчики являются пороговыми, т. е. их выходной сигнал изменяется (от 0 к 1 или от 1 к 0) при переходе через определенный порог.

В нашем случае:

^ 11 при / < 80 °C, 11 при />120 °С,.

[О при / > 80 °C, «|о при /<120 °С,.

{1 при солссодсржании > 0,5%, ^ jl при давлении >1 МПа,.

0 при солесодержании < 0,5%, [О при давлении <1 МПа.

Рис. 3.36. Двоично-восьмеричный пирамидальный дешифратор

Ниже приведены комбинации выходных сигналов датчиков и комментарии (табл. 3.6).

Таблица 3.6.

Окончание табл. 3.6

Комбинации 3, 7, 11 и 15 «нс имеют смысла», т. к. невозможно установить температуру одновременно ниже 80 и выше 120 °C, т. е. невозможно, чтобы А — 1 и В = 1.

«Электронный советчик» представляет собой неполный дешифратор состояния четырех датчиков (рис. 3.37). Выходы дешифратора могут управлять включением ламп, над которыми имеются надписи с инструкциями для работы в различных ситуациях.

Возможен вариант, при котором выходы дешифратора управляют соответствующими исполнительными механизмами, а оператору выдаются только некоторые из сообщений.

В цифровых устройствах часто встречаются семисегментные индикаторы (рис. 3.38) для индикации десятичных цифр. С помощью комбинаций светящихся элементов а, b, с, d, e, f и g можно отобразить все десятичные цифры. Существуют дешифраторы, выполненные на интегральных микросхемах и осуществляющие дешифрирование двоично-кодированного десятичного числа для семисегментных индикаторов по табл. 3.7.

С применением других дешифраторов семисегментные индикаторы можно использовать и для отображения букв алфавита.

Рис. 3.37. Дешифратор для «электронного советчика»

Таблица 3.7.

Рис. 3.38. Семисегментный индикатор