Цифровые устройства и компьютеры обрели свой язык, который оказался идеально приспособленным для различных электронных элементов благодаря двоичной системе счисления. Но, доступная машинам, она оказалась неудобной для человека, привыкшего к десятичной системе. Поэтому, работая в паре с электронным вычислительным устройством, мы вынуждены непрерывно переводить числа из одной системы в другую.
Чтобы облегчить работу оператора, конструкторы снабжают ЭВМ дешифраторами-переводчиками. Как же действует такой электронный посредник? Познакомьтесь со структурной схемой простейшего двухвходового дешифратора(рис. 1), на который можно подавать 4 входные комбинации: 00, 01, 10,11.Поскольку каждой комбинации соответствует определенный выход, их у данного дешифратора тоже 4. Предположим, поступил код 00. Тогда со входа А низкий логический уровень напряжения приходит на верхние выводы первой и второй логических схем И. В результате они оказываются запертыми (на их выходах устанавливаются уровни логического 0). Тот же самый входной сигнал, инвертируясь в логическом элементе НЕ, переводит верхние выводы третьей и четвертой схем И в состояние высокого логического уровня напряжения.
Теперь посмотрим, как воздействует на состояние логических схем И внешний сигнал, поступивший на вход В дешифратора (в данном случае 0). Вход В связан с нижним выводом третьей схемы И, и, несмотря на то, что верхний ее вход установлен в состояние высокого логического уровня, этот элемент остается запертым сигналом низкого уровня. Тот же сигнал, инвертируемый элементом НЕ, устанавливает на нижнем выводе четвертой схемы И высокий логический уровень. Учитывая, что и на верхнем входе той же схемы И присутствует логическая 1, на выходе данного элемента возникает высокий уровень напряжения. Таким образом при поступлении кода 00 все элементы И, кроме нижнего, оказываются запертыми, и на его выходе формируется уровень логической 1.
Комбинация входных сигналов 01 сохраняет уровень логического 0 иа входе А, и, следовательно, первый и второй элементы И заперты, а на верхних выводах третьего и четвертого элементов И присутствуют уровни логической 1. Теперь на входе В дешифратора возникает высокий единичный потенциал. Следовательно, тот же уровень устанавливается на нижнем выводе третьего элемента И, а на нижнем входе четвертого элемента И - низкий логический уровень. Ясно, что комбинации сигналов 01 соответствует открытый 3-й выход дешифратора (на нем присутствует логическая 1), в то время как остальные выходы закрыты.
Точно так же при входной информации 10 высокий потенциальный уровень устанавливается на втором выходе дешифратора, а в случае поступления двоичного числа 11 - на первом.
А если нам нужен дешифратор на 4 разряда? Такой прибор позволяет раскодировать 16 комбинаций входных сигналов. Построить его можно на основе двух рассмотренных выше дешифраторов, добавив к ним логический каскад из 16 двухвходовых логических элементов И. В таком дешифраторе каждой из 16 комбинаций входных сигналов будет соответствовать одна определенная открытая выходная линия, то есть наличие на ней высокого логического уровня при низких уровнях напряжения на всех остальных выходах.
Существуют дешифраторы на 3 входа. Такой прибор способен расшифровывать 8 комбинаций трехразрядных входных сигналов.
Иногда у дешифратора, кроме информационных входов, бывает еще один - управляющий. В этом случае каждая установленная на выходе схема И имеет дополнительный ввод. Отдельные вводы объединены в одну общую линию "разрешения". Если на ее входе установлен уровень логического 0, то и на всех выходах дешифратора возникает напряжение низкого уровня. Когда на входе "разрешения" присутствует логическая 1, дешифратор работает как обычно.
Несколько иные функции выполняет дешифратор кода команд, входящий в состав микропроцессора ЭВМ. Прежде чем исполнить очередную команду, нужно раскрыть ее содержание - узнать, в каких узлах будет совершаться работа и какие для этого необходимо послать управляющие сигналы. Подобно тому, как диспетчер товарной станции, получив команду на формирование железнодорожного состава, дает указания по различным линиям, собирая таким образом из отдельных вагонов целый поезд, дешифратор кода команд разбивает процесс выполнения очередной команды иа ряд микроопераций.
Существуют специальные дешифраторы для управления 7-сегментными цифровыми индикаторами. Такой прибор преобразовывает 4-разрядный двоичный код в набор выходных потенциальных сигналов, которые, возбудив определенные сегменты, отображают на индикаторе двоичное число в десятичной форме (рис. 2). Когда на вход дешифратора поступает двоичный код 0000, на выходе возбуждены линии ABCDEF и на индикаторе отобразится 0. Если приходит комбинация 0001 - возбуждаются выходы ВС. При входном коде 0010 на индикаторе горят сегменты ABGED, что воспринимается глазом человека, как 2. Числу ООП соответствуют выходы ABGCD-3, коду 0100 - сегменты BCFG и далее: 0101 - AFGCD, ОНО - AFEDCG, 0111 - ABC, 1000 - ABCDEFG, 1001 - ABCDFG.
В последнее время широкое распространение получили линейные шкалы на основе светоизлучающих диодов. Для управления ими созданы специальные дешифраторы, которые в зависимости от входного двоичного числа формируют на выходе по заданному логическому правилу соответствующие сигналы, вызывающие свечение линейных шкал.
На заре электронно-вычислительной техники дешифраторы выполнялись на дискретных элементах и потому часто превосходили своей сложностью и габаритами блоки ЭВМ, ради удобства общения с которыми и были созданы. Но с развитием интегральной микроэлектроники размеры дешифраторов сильно уменьшились.
Кроме вычислительной техники, дешифраторы находят применение в измерительной аппаратуре, промышленной электронике, бытовой аппаратуре, а также в самых разнообразных радиолюбительских конструкциях.
Основные параметры отдельных типов микросхем дешифраторов приведены в специальной таблице.
