Логические основы цифровой техники Понятие о логической функции и логическом устройстве
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
Мультиплексорное дерево. Максимальное число информационных входов мультиплексоров, выполненных в виде интегральных схем, равно 16. Если требуется построить мультиплексорное устройство с большим числом входов, можно объединить мультиплексоры в схему так называемогомультиплексорного дерева. Такое мультиплексорное дерево, построенное на четырехвходовых мультиплексорах, показано на рис. 9.2. Схема состоит из четырех мультиплексоров первого уровня с адресными переменными х1 х2 и мультиплексора второго уровня с адресными переменными Х3 Х4 . Мультиплексорное устройство имеет 16 входов, разбитых на четверки, которые подключены к отдельным муль-типлексорам первого уровня. Мультиплексор второго уровня, подключая к общему выходу устройства выходы отдельных мультиплексоров первого уровня, переключает четверки входов. Внутри четверки требуе-мый вход выбирается мультиплексором первого уровня. По такой схеме, используя восьмивходовые мультиплексоры, можно построить мультиплексорное устройство, имеющее 64 входа. На первом и втором уровнях мультиплексорного дерева можно использовать мультиплексоры с разным числом входов. Если на первом уровне такого дерева используются мультиплексоры с числом адресных переменных па1 на втором — с числом переменных nа2 то общее число входов мультиплексорного дерева п1 = 2 na1+na2 , а число мультиплексоров в схеме составит 2 nа2 + 1. Демультиплексор Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов и осуществляет коммутацию входа к одному из выходов, имеющему заданный адрес (номер). На рис. 3.25 показана структура демультиплексора. Она включает в себя дешифратор, выходы которого управляют ключами. В зависимости от поданной на адресные входы кодовой комбинации, определяющей номер выходной цепи, дешифратор открывает соответствующий ключ, и вход демультиплексора подключается к определенному его выходу. Объединяя мультиплексор с демультиплексором, можно построить устройство, в котором по заданным адресам один из входов подключается к одному из выходов (рис. 3.26). Таким образом может быть выполнена любая комбинация соединений входов с выходами. Например, при комбинации значений адресных переменных х1 = I, Х2 == 0, Х3 = О, Х4 = О вход D2 окажется подключенным к выходу Уо. Если требуется большое число выходов, может быть построено демультиплексорное дерево. 9. Шифраторы Шифратор (называемый также кодером) осуществляет преобразование десятичных чисел в двоичную систему счисления. Пусть в шифраторе имеется m входов, последовательно пронумерованных десятичными числами (0,1,2,. ..,т-1), и п выходов. Подача сигнала на один из входов приводит к появлению на выходах n-разрядного двоичного числа, соответствующего номеру возбужденного входа. Очевидно, трудно строить шифраторы с очень большим числом входов т, поэтому они используются для преобразования в двоичную систему счисления относительно небольших десятичных чисел. Шифраторы широко используются в разнообразных устройствах ввода информации в цифровые системы. Такие устройства могут снабжаться клавиатурой, каждая клавиша которой связана с определенным входом шифратора. При нажатии выбранной клавиши подается сигнал на соответствующий вход шифратора, и на его выходе возникает двоичное число, соответствующее выгравированному на клавише символу. На рис. 10.1 приведено символическое изображение шифратора, преобразующего десятичные числа О, 1, 2,...,9 в двоичное представление в коде 8421.Символ СD образован из букв, входящих в английское слово Сос1ег. Слева показаны 10 входов, обозначенных десятичными цифрами О, 1, 2,...,9, справа—выходы шифратора; цифрами 1, 2, 4,8 обозначены весовые коэффициенты двоичных разрядов, соответствующих отдельным выходам. Из приведенного в табл.10.1 соответствия десятичного и двоичного кодов следует, что переменная хi на выходе, обозначенном цифрой 1, равна лог.1, если это значение имеет одна из входных переменных У1,У3,У5,У7,У9. Следовательно, x1=y1vy3vy7vу9 Для остальных выходов х2=y2vy3vy6vy7 х4= y4vy5vy6vy7 х8=y8vy9 Этой системе логических выражений соответствует схема на рис Таблица 10.1
На рис. 10.2.6 изображена схема шифратора на элементах ИЛИ-НЕ. Шифратор построен в соответствии со следующими выражениями: При этом шифратор имеет инверсные выходы. При выполнении шифратора на элементах И-НЕ следует пользоваться следующей системой логических выражений: В этом случае предусмотрена подача на входы инверсных значений, т.е. для получения на выходе двоичного представления некоторой десятичной цифры необходимо на соответствующий вход подать лог. О, на остальные входы —лог. I. Схема шифратора, выполненная на элементах И-НЕ, приведена нарис.10.2,в. Изложенным способом могут быть построены шифраторы, выполняющие преобразование десятичных чисел в двоичное представление с использованием любого двоичного кода. 10. Дешифраторы Для обратного преобразования двоичных чисел в небольшие по значению десятичные числа используются дешифраторы (называемые такжедекодерами). Входы дешифратора предназначаются для подачи двоичных чисел, выходы последовательно нумеруются десятичными числами. При подаче на входы двоичного числа появляется сигнал на определенном выходе, номер которого соответствует входному числу. Дешифраторы имеют широкое применение. В частности, они используются в устройствах, печатающих на бумаге выводимые из цифрового устройства числа или текст. В таких устройствах двоичное число, поступая на вход дешифратора, вызывает появление сигнала на определенном его выходе. С помощью этого сигнала производится печать символа, соответствующего входному двоичному числу. На рис. 11.1,а приведено символическое изображение дешифратора. Символ DС образован из букв английского слова Decoder. Слева показаны входы, на которых отмечены весовые коэффициенты двоичного кода справа — выходы, пронумерованные десятичными числами, соответствующие отдельным комбинациям входного двоичного кода. На каждом выходе образуется уровень лог.1 при строго определенной комбинации входного кода. Дешифратор может иметь парафазные входы для подачи наряду с входными переменными их инверсий, как показано на рис. 11.1,6. По способу построения различают линейные и прямоугольные дешифраторы. Линейный дешифратор. Рассмотрим построение дешифратора, осуществляющего преобразование, заданное табл. 11,1. Таблица 11.1
Значения выходных переменных определяются следующими логическими выражениями: В линейном дешифраторе выходные переменные формируются по (11.1) либо (11.2). При выполнении дешифратора на элементах И-НЕ пользуются (11.2), получая инверсии выходных функций. В этом случае каждой комбинации входного кода будет соответствовать уровень лог.О на строго определенном выходе, на остальных выходах устанавливается Уровень лог.1. На рис. 11.2, а, б показана структура дешифратора, построенного на элементах И-НЕ, и его изображение в схемах. Структура имеет особенности, характерные для дешифраторов в интегральном исполнении: -для уменьшения числа входов формирование инверсий входных переменных осуществляется в самом дешифраторе; -подключенные непосредственно к входам дополнительные инверторы уменьшают нагрузку логический устройство цифровой шифратор | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||