Контрольные вопросы

1. Дайте определение КЦУ, определите классы цифровых устройств.

2. Перечислите параметры КЦУ. Дайте их определения.

3. Перечислите этапы синтеза КЦУ.

Глава 6 Типовые кцу

6.1. Дешифраторы

При построении сложных устройств широко применяются не только отдельные логические элементы, реализующие элементарные булевы функции, но и их комбинации в виде типовых структур, выполняемых как единое целое в виде интегральных микросхем. На входы таких структур могут подаваться информационные логические сигналы и сигналы управления. Последние могут определять, например, порядок передачи информационных входных сигналов на выход или играть роль сигналов синхронизации. Во многих случаях, особенно при использовании в устройствах выходных цепей с тремя состояниями, в качестве сигналов синхронизации выступают сигналы “Выбор микросхемы” (СS). Наличие активного значения такого сигнала управления (в одних микросхемах это логический нуль, в других - логическая единица) разрешает устройству выполнение заданных функций, отсутствие его переводит схему в “невыбранное” состояние, при котором она выполняет обработку информации, а ее выходы отключены от нагрузки.

Дешифратором (декодером) называется КЦУ с несколькими входами и выходами, у которого каждой комбинации входных сигналов соответствует активное значение только одного определенного выходного сигнала. Полный дешифратор с m входами имеет 2^m выходов.

Таблица истинности трехвходового полного дешифратора с единичными активными значениями выходных сигналов Y представлена в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Таблица истинности трехвходового полного дешифратора

X3	X2	X1	Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0
0	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
1	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0
1	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0
1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1

На практике часто используют неполные дешифраторы, предусматривающие декодирование только отдельных комбинаций входных сигналов.

Если задачу синтеза соответствующего КЦУ с тремя входами и восемью выходами рассматривать как синтез восьми трехвходовых КЦУ, то для каждой из булевых функций Y можно записать структурную формулу

При необходимости формулы можно преобразовать, используя другой базис. Условное графическое обозначение дешифратора, соответствующего табл. 6.1., представлено на рис. 6.1.1.а.

Рис. 6.1.1. Обозначение типового дешифратора

В интегральном исполнении выпускаются различные структуры дешифраторов, в которых используется 2, 3, 4 входа. В одном корпусе может быть несколько дешифраторов.

Для увеличения функциональных возможностей устройств часто предусматривается использование нескольких сигналов управления и схем дешифрации. Вариант реализации такого дешифратора показан на рис. 6.1.1.б. На выходах двух дешифраторов формируются сигналы в соответствии с комбинациями входных сигналов X₁, X₂. Синхронизация процесса формирования выходных сигналов для каждого дешифратора задается комбинациями управляющих сигналов V. Для верхнего дешифратора разрешает формирование выходных сигналов комбинация , для нижнего . При отсутствии разрешающих комбинаций на каждом выходе Y устанавливается единичное значение сигнала. Введение такого управления расширяет возможности микросхемы при построении более сложных устройств, например, дешифраторов с увеличенным числом входов и выходов.