Реализация демультиплексора с использованием дешифратора.

Логическая функция дешифратора незначительно отличается в нашем случае от логической функции мультиплексора. Отличие только в присутствии дополнительного множителя соотв. Значению сигнала на информационном входе демультиплексора.

Поэтому при Д=1, демультиплексор функционирует как дешифратор. Обратное преобразование дешифратора в демультиплексор состоит в введении допол. Элементов «2И-НЕ», которые выполняют логическую операцию умножения между общ сигналом и сигналом Д.

 

Реализация мультиплексора с использованием дешифратора.

 

Из рис. следует, что мультиплексор содержит ДШ на соответствующее число выходов, эл-ты конъюнкции на 2 или на 3 входа каждый и элемент дизъюнкции с число числом входов, равных кол-ву информ. линий Do..Dm. Число входов эл-тов И может быть равным только 2, но во многих случаях возникает необходимость стробирования выходного сигнала муль-ра импульсам льсами источника. В таких случаях используется эл-ты И с тремя входами.Наличие дополнительного управляющего входа рас-ширяет функциональные возможности муль-ра и позволяет проще реализовать методы борьбы с гонками.

 

Многоступенчатый дешифратор.

При создании схем, чаще всего упрощаються структ. схемы, поэтому наиб. распр. Получил дешифратор постр. На иной структуре, нежели параллельной. Упрощенная структура приводит к уменьшению быстродействия, наиболее распр. дешифратор – на основе пирамид. или многоступенчатой структ.

Идея многоступ. дешифр. - для получения n+1 разрядного кода необх. Дважды повторить действ. для n- разр. кода, соотв. со знач n+1 0 и 1.

Схемотех. реализ. Этого принципа рассм. На примере 3-х разр. вх. кода, где на рисунке штриховой линией выделяется дешифратор пирамид. 2-х разрядного кода:

По числу логических элементов, дешифратор постр по пирамидальному принципу имеет меньше л.э., чем на осн. паралл. принципа постр. В Обшем случае кол-во элементов в дешифр. На пирамид. принц. Опред. выражением:

n- кол-во раздрядов дешифр.,

N- кол-во элементов.

При большой разрядности в пирамид. дешифр. можно исп. послед. друг за другом. Преимущества пирамид. ступенч. структуры можно увидеть в коде большой разрядности. также структ. получ. применение в микросхемах памяти. Сх. дешифратор часто снабжается входом Е, который разреш. Работу. Использование этого входа позволяет на основе готов. схем дешифр. построить дерево дешифратора.

 

 

Полный двоичный дешифратор на базе двух двоично–десятичных де-шифраторов.

Дешифраторами называются комбинационные устройства, преобразующие n-разрядный двоичный код в логический сигнал, появляющийся на том выходе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду.

Дешифратор - устройство, которое преобразует код из одной системы счисления в другую.

Число адресных входов дешифратора n связывается с числом выходов m.Если m< 2ⁿ, то дешифратор неполный, если равно то полный.

На основе дешифраторов можно построить демультиплексор, мультиплесор и др.

Дешифратор работает по следующему принципу: пусть дешифратор имеет N входов, на них подано двочиное слово xN − 1xN − 2...x0, тогда на выходе будем иметь такой код разрядности меньшей или равной 2N, что разряд, номер которого равен входному слову, принимает значение единицы, все остальные разряды равны нулю. Очевидно, что максимально возможная разрядность выходного слова равна 2N. Такой дешифратор называется полным. Если часть входных наборов не используется, то число выходов меньше 2N, и дешифратор является неполным.

Микросхема дешифратора часто снабжаются входом E. Использование этого входа позволяет на основе готовых микросхем дешифратора построить дерево дешифраторов. На практике часто сталкиваются с неполными д\фраторами. Пример: 2ично-10чный дешифратор.

 

Цифровой компаратор. Таблица истинности. Математическое описание. Принципиальная схема

Цифровой компаратор – комбинационное логическое устройство, предназначенное для сравнения чисел в двоичном коде. Количество входов компаратора определяется разрядностью сравниваемых кодов. Обычно формируется 3 сигнала: F= (равенство кодов), F> (числовой эквивалент 1ч> 2ч), F<.

Работу компаратора 2-х 1-разрядных входов можно объяснить таблицей переходов

Таблица переходов

X1	X0	F=	F>	F<

F= =

F> =

F< =

 

 

Пример реализации компаратора, построенного на такой основе с использованием элементов и, или, не

Логическая схема компаратора

Для сравнения многоуровневых чисел устройства синтезируют при помощи таблицы переходов.

При большом количестве разрядов таблицы переходов очень большие, устройства реализовать сложно, поэтому используется блочное конструирование. Для этого задачу разбивают на более простые составляющие.

Пример блочного конструирования (основа – одноразрядный цифровой компаратор)

F==F=1*F= F> =F1> +F1=*F0> F< =

Разработка логических схем включает выполнение однотипных операций и-или-не. Для упрощения схемы, уменьшения числа выходов, увеличения быстродействия и надежности существует класс микросхем, реализующий функции и-или-не. Например, 555лр5

Счетчики в коде Грея

Код Грея известен с 70-х годов 19 в., однако только в середине 50-х годов 20 в. Грей применил его для построения преобразователя угловых перемещений в цифровой код, обладающего явными преимуществами перед преобразователем с двоичным кодом. Цифровой код Грея относится к кодам, у которых при переходе от любой кодовой последовательности изменяется только один бит. В цифровой схемотехнике применение такого кода позволяет избежать в счетчике переключения одновременно несколько разрядов. Одновременное переключение многих элементов создает такие нагрузки на цепь питания схем, которые могут привести к сбоям в системе.

В некоторых элементарных схемах со значительным количеством элементов применение двоичных счетчиков с большой разрядностью запрещается, а они заменяются по коду Грея с последующим преобразованием результата в двоичный код. Сложность счетчика Грея незначительно отличается от двоичного, преобразователь кода также относительно прост. Построить счетчик Грея просто используя таблицу переключений, а последовательность кодовых комбинаций описывается: , где - разряд кода Грея, - разряд двоичного кода преобразованного в код Грея. Разряд левее старшего считается нулевым.

		Грея

t

t+1

Q3

Q2

Q1

Q0

Q3

Q2

Q1

Q0

D3

D2

D1

D0

		D

 

Счетчики в коде «1 из N»

Их применяют в синхронизации управления и др. цифровых устройствах. На их основе получают импульсную последовательность с заданными временными диаграммами. Для построения счетчика «1 из n» временные диаграммы разбивают на части – кванты, каждый из которых соответствует минимальному времени интервала временной диаграммы. В этом случае входную последовательность счетчика можно представить в виде генератора, частота которого = m/T, где m- число квантов в периоде Т.

Входные импульсы задающего генератора после прохождения счетчика «1 из n» распределяют каждый квант во времени и пространстве.

Часто счетчик «1 из n» называют разделителем тактовых сигналов(импульсов).

 

Счетчик «1 из n» имеет 1 вход, на кот. подается импульсная последовательность и n выходов. На рисунке приведено устройство, кот. реализует следующую функцию: импульс попадает на i-й канал. В случае, если пауза между выходным значением отсутствует, то счетчик - уровней, если паузы присутствуют - распределитель импульсов. Распределитель импульсов реализуется на основе распределителя уровней путем включения в выход цепи распределения уровней коньюнкторов.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: