1.2. Мультиплексоры

Мультиплексор представляет собой устройство, имеющее n входов и один выход и предназначенное для подключения к выходу одного из входных информационных сигналов. Подключение к выходу требуемого входного сигнала осуществляется с помощью набора адресных (селекторных) сигналов, число которых W определяется числом входных сигналов: n = 2^w.

Иногда мультиплексор называют селектором данных типа "Один из n". У словные обозначения мультиплексоров на восемь входов приведены на рис. 4.

Информационные входы мультиплексора пронумерованы числами от 0 до 7,

адресные входы — в соответствии с весами разрядов входного двоичного кода, при этом номера входов соответствуют десятичному эквиваленту набора сигналов на адресных входах.

Если обозначить информационные сигналы буквами Di (i = 0, 1, ….., 7), а адресные сигналы буквами D, С, Е (Е – младший разряд), то правило функционирования мультиплексора на восемь входов определится следующей структурной формулой:

Y = + + + +

+ + + + . (4)

Структурная схема мультиплексора на четыре входа приведена на рис. 5.

П о тем же причинам, которые указывались при рассмотрении дешифраторов, мультиплексоры могут иметь стробирующий вход, а также прямой и инверсный выходы (рис. 4,б).

Кроме своего основного назначения мультиплексоры могут использоваться как универсальные устройства, позволяющие реализовать любую комбинационную схему. Пусть, к примеру, необходимо реализовать КС, структурная формула которой имеет вид:

Y = Х3Х1 + Х2 Х1 + Х3 . (5)

В соответствии со структурной формулой (4) это означает, что на адресные входы мультиплексора необходимо подать, учитывая веса разрядов, входные сигналы ХЗ, Х2, XI, а на информационные входы D3, D4, D5 подать логическую единицу. На все остальные информационные входы следует подать логический ноль.

1.3. Демультиплексоры

Демультиплексор имеет подобно дешифратору N выходов, подобно мультиплексору W адресных входов и один информационный вход. Он предназначен, для распределения информационного сигнала на соответствующие выходы по правилу, задаваемому сигналами на адресных входах.

Работа демультиплексора описывается теми же структурными формулами, которые описывают работу дешифратора со стробированием. Поэтому демультиплексор реализуется на базе дешифратора со стробированием, при этом стробирующий вход играет роль информационного входа, а входы дешифратора — роль адресных входов.

Поскольку Демультиплексор — это тот же дешифратор, но с другим функциональным назначением, условное обозначение для него не вводят. Часто устройства, совмещающие в себе функции дешифратора и демультиплексора, называют дешифраторами—демультиплексорами.

2. Задания и методические рекомендации

1. Изучение работы полного линейного дешифратора на два входа со стробированием.

1.1. Синтезируйте в базисе И—НЕ линейный дешифратор на два входа со стробированием (входы прямые).

1.2. Соберите схему дешифратора из имеющихся в наличии логических элементов.

1.3. Проверьте работу дешифратора в статическом режиме и составьте для него таблицу истинности, указав в ней наборы входных сигналов, включая стробирующий, и значения выходных сигналов.

1.4. Проверьте работу дешифратора в динамическом режиме, подавая на его входы сигналы с соседних выходов генератора комбинаций (модуль №13М). В качестве стробирующего сигнала возьмите сигнал с того же генератора, но с частотой следования, меньшей, чем у входных сигналов. Синхронизацию осциллографа осуществляйте стробирующим сигналом.

Зарисуйте временные диаграммы входных и выходных сигналов.

2. Изучение работы линейного дешифратора на два входа со стробированием в режиме демультиплексора.

2.1. Подав на стробирующий вход сигнал с одного из выходов генератора комбинаций и изменяя кодовые комбинации на адресных входах, убедитесь в том, что входной сигнал будет в зависимости от кодовой комбинации появляться только на одном из выходов.

2.2. Составьте таблицу истинности данного демультиплексора.

3. Изучение микросхемы К155ИД4 (модуль № 25).

3.1. Ознакомьтесь со структурной схемой микросхемы К155ИД4 (рис. 6). Данная микросхема представляет собой, так называемый, сдвоенный дешифратор на два входа, т.е. два дешифратора со стробированием, имеющие общие входы. Обратите внимание на наличие прямых и инверсных стробирующих входов.

3.2. Проверьте работу обоих дешифраторов в статическом режиме и составьте для них таблицы истинности.

3.3. Реализуйте на базе данной интегральной схемы линейный дешифратор на три входа со стробированием.

3.4. Проверьте работу дешифратора в статическом режиме и составьте для него таблицу истинности.

3.5. Проверьте работу этого дешифратора в режиме демультиплексора.

4. Изучение серийной микросхемы К155КП2 (модуль №26).

4.1. Ознакомьтесь со структурной схемой микросхемы К155КП2 (рис. 7). Данная микросхема представляет собой сдвоенный мультиплексор, т.е. два мультиплексора со стробированием, имеющие общие адресные входы.

4.2. Проверьте работу обоих мультиплексоров в статическом режиме по адресным входам. На информационные входы подайте сигналы с выходов генератора комбинаций.

4.3. Составьте таблицу истинности данной микросхемы.

4.4. Реализуйте на базе микросхемы К155КП2 две двухвходовые комбинационные схемы, работающие по следующим алгоритмам:

-единичный сигнал на выходе первой должен быть при наличии на входах хотя бы одной единицы;

-единичный сигнал на выходе второй - при наличии на входах хотя бы одного нуля.