Микросхемы. Назначение, классификация, обозначение и маркировка цифровых интегрированных схем.

22. Шифратор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Шифратор - это узел, преобразующий унитарный код на входе в некоторый позиционный код на выходе. Если выходной код является двоичным, то шифратор называется двоичным.

Рассмотрим принцип построения 8-входового двоичного шифратора. Закон функционирования такого шифратора можно задать таблицей истинности (таб.3.2)

 

Назначение такого шифратора - преобразовать входной код, изображающий десятичную цифру 0,1,2,...,7 логической "1" на соответствующем входе, в двоичный код. Переключательные функции, описывающие работу дешифратора, имеют вид:

На рис.38 приведена схема шифратора на восемь входов и его условное обозначение.

                                          Рис.38.Схема шифратора (а) и его УГО (б)

 

С помощью шифратора возможно преобразование цифр десятичных чисел в двоичное представление с использованием любого другого двоично-десятичного кода.

23. Дешифратор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Дешифратор.

Дешифратор - комбинационная схема, содержащая п входов и 2^П выходов и преобразующая n-разрядное двоичное число в соответствующий управляющий сигнал, который возникает только на одном из его выходов. Дешифратор представляет собой совокупность схем совпадений, формирующих управляющий сигнал на одном из выходов, в то время как на остальных выходах сигналы отсутствуют. Выходы дешифратора имеют нумерацию, совпадающую с десятичным представлением двоичного числа.

Число элементов одноступенчатого дешифратора определяется числом выходов.

По способу организации дешифрации слова дешифраторы подразделяются на:

1. Одноступенчатые (линейные).

2. Многоступенчатые (прямоугольные, пирамидальные).

Дешифратор, имеющий для n-разрядного числа 2^П выходных шин, называется полным дешифратором.

Дешифраторы используются для преобразования двоичных кодов в управляющие сигналы для различных устройств ЭВМ.

Матричные или линейные дешифраторы.

Линейный дешифратор является одноступенчатым, т.к. при его построении используют конъюнкторы, число входов которых равно разрядности входного слова.

Прямые и инверсные значения переменных обычно поступают на входы дешифратора с прямых и инверсных выходов триггеров, регистра, на котором записывается входная комбинация переменных.

Схема, представленная на рис.36, реализует следующие переключательные функции:

Y₀=X̅₂X̅₁X̅₀ Y₄=X₂X̅₁X̅₀

Y₁=X̅₂X̅₁X₀ Y₅=X₂X̅₁X₀

Y₂=X̅₂X₁X̅₀ Y₆=X₂X₁X̅₀

Y₃=X̅₂X₁X₀ Y₇=X₂X₁X₀

 

В интегральном исполнении матричные дешифраторы строятся на 3-4 входа.

На рис.36.37 приведены: функциональная схема матричного 3-х разрядного дешифратора, таблица возможных состояний дешифратора и его условное графическое обозначение.

Возможно построение дешифратора, у которого дешифрация входного слова осуществляется синхронизирующими сигналами. Такие дешифраторы принято называть синхронными дешифраторами.

 

 

Рис.36. Функциональная схема (а) и таблица переключений (б) линейного дешифратора

 

24. Мультиплексор. Назначение, схема построения, на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Мультиплексором называется функциональный узел, обеспечивающий передачу информации, поступающей по нескольким входным линиям связи на одну выходную линию. Выбор той или иной входной линии D_i; осуществляется в соответствии с поступающим адресным кодом A₀, А₁… . При наличии п адресных входов можно реализовать М = 2^П комбинаций адресных сигналов А|, каждая из которых обеспечивает выбор одной из М входных линий.

Каждому из информационных входов D_l мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. Мультиплексор подключает один из входов, адрес которого задаётся двоичным кодом на адресных А_l входах, к выходу. Т о., подавая на адресные входы адреса информационных входов, можно передавать параллельные М-разрядные коды с этих входов на выход в последовательном коде.

Рассмотрим синтез 4-разрядного мультиплексора. Составим таблицу истинности:

На основании таб.3.3 составим переключательную функцию для его выхода:

Q=D₀(A̅₁A̅₀)vD₁(A̅₁A₀)vD₂(A₁A̅₀)vD₃(A₁A₀)

                                   Рис.39.Функцианальная схема мультиплексора.

 

 

                                                        Рис.40.Условное графическое обозначение мультиплексора.

Рис.41.Функциональная схема мультиплексорного дерева,позволяющая передавать 16-ти разрядное слово на выход

 

Функциональные схемы мультиплексоров достаточно просты, они выпускаются в виде интегральных микросхем с четырьмя двухвходовыми, двумя четырёхвходовыми и одним восьмивходовым мультиплексорами в одном корпусе.

Для передачи на выход многоразрядных входных данных в параллельной форме используется параллельное включение мультиплексоров по числу разрядов передаваемых данных. Такое включение мультиплексоров называется мультиплексорным деревом(рис.41).

Например, чтобы передать на выход седьмой разряд следует подать на MS2 XiXq = 11 и на MS5 Х₃Х₂ = 01

25. Демультиплексор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Демультиплексором называется функциональный узел, обеспечивающий передачу информации в одну из выходных линий в соответствии с принятым адресом. При этом на остальных выходных линиях поддерживается логический "О". То., демультиплексоры используются для восстановления мультиплексированной информации.

Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов. В этом случае вход подключается к выходу, имеющему заданный адрес. Рассмотрим принцип построения и работу демультиплексора, имеющего один вход и четыре выхода. Закон функционирования такого демультиплексора задан таблицей истинности:

                                                                                                               

Используя таб. 3.4 можно легко записать переключательные функции для выходов приведённой на рис.42 схемы демультиплексора:

 

 

 

Рис.43.УГО демультиплексора

При D = 1 демультиплексор выполняет функции полного дешифратора, реализуя на на выходах минтермы адресных переменных А₀,…,А_n-1.

Путём последовательного включения мультиплексоров и демультиплексоров реализуются различные схемы коммутаторов, соединяющих источники и приёмники информации в соответствии с поступающими адресами. На рис.44 представлена схема простейшего коммутирующего устройства. Демультиплексоры выполняются в виде отдельных интегральных схем. Если общее число выходов проектируемого демультиплексора превышает имеющееся в выпускаемых интегральных микросхемах, то используют параллельное подключение нескольких схем.

                                              Рис.44.Пример коммутирующей схемы.

 

 

Рис.45.Функциональная схема 16-ти разрядного демультиплексорного дерева.

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: