Дәріс 3. Комбинациялық логикалық құрылғылар

1. Комбинациялық логикалық құрылғылардың негізі

2. Шифратор

3. Дешифратор

4. Мультиплексор

1. Kipicтiк және шығыстық айнымалылар арасындағы байланыс пен олардың жұмыс ырғагының езгерісін ескере отырып, схемалык шешу әрі сипаты бойынша цифр­лык курылғыны екіге: комбинациялык және тізбекелген деп бөледі.

Комбинациялық цифрлық құрылғыларда шығыстағы сигналдардың жиынтығы уакыттың накты әр мезетінде дәл сол мезеттегі оның кірісінде әрекет ететін кірістік сигналдарымен анықталады. Комбинациялық құрылгылардың қызмет алгоритмі мүмкін болатын кірістік сигналдары мәнінің комбинациясымен аныкталатын шығыстық сигналдарын камтитын сәйкес кесте түрінде болуы мумкін.

2. Шифратор (Нышандагыш) дегеніміз - белгілі бір сан жүйесіндегі сан мәнін екілік жүйесіне (нышанына - кодына) ауыстырып беріп отыратын құрылғы. Көбінесе мұндай түрлендіруді ондық сандарға қатысты жүргізуге тура келеді. Нышандағыштың жұмыс атқару жүйесін 1-суретте қарапайым НЕМЕСЕ элементтерінен құрылған нышандағыш тәсімімен түсіндіруге болады.

1 Сурет – Нышандағыштың құрылымдық тәсімі

Жоғарыдағы он жолға 0-9 аралығындағы кіріс сандар мәні берілді делік. Бұл сандар келіп түсетін НЕМЕСЕ тәсімінің қосылуы суреттегідей деп алсақ, оларлың төменгі шығыстарында белгілі бір екілік сандар жүйесі шықпақшы Мәселен, «0» саны келіп түскенде НЕМЕСЕ элементтерінің бірде-бірінің, кірісіне сигнал берілмейті болғандықтан, олардың шығыстарында да «0» саны шығады, яғни біз НЕМЕСЕ элементтерінің төменгі шығыстарынан 0000 жиынтығын аламыз; «1» саны келіп түскенде, ол тек бірінші, ең төменгі разрядты НЕМЕСЕ элементіне әсер етіп, тек соның шығысында «1» пайда болады, яғни төрт шығысты қатар алғанда 0001 (оңнан солға қарай оқығанда) пайда болады; «2» саны түскенде - 0010 аламыз т.с.с. Сонымен берілген тәсім бойынша ондық және екілік сандар сәйкестігі төмендегідей болып шығады:

Тәсім шығыстарын екілік сандар разрядтары бойынша былай белгілеуге болады: 2⁰, 2¹, 2², 2³ (ондык жүйесіндегі 10⁰ - бірлік, І0¹ - ондық, 10³ - мыңдық сияқты). Мәселен, 7 = 0+2²+2¹+2⁰ = 0111, яғни бірінші (2⁰), екінші (2¹) және үшінші (2²) НЕМЕСЕ элементтерінің шығыстары 1-ге тең де, тек төртінші элементтің шығысы (2³) 0-ге тең. Сонымен кез келген ондық санға сәйкес оның екілік парапарлық нышанын аламыз.

Кесте 1

«10»	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
«2»	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001

Жоғарыда келтірілген нышандағыш тәсімінің шартты тәсімдік белгісі 2-суретте көрсетілген.

2 Сурет – Нышандағыштың тәсімдік шартты белгісі

3. Дешифратор (Айқындагыш) дегеніміз - келіп түскен әртүрлі нышандағы сигналдар тобын (комбинациясын) түсінетін, оны айқындап оқып бере алатын құрылғы. Көбінесе екілік нышандағы келіп түскен акпарат жиынтығын ондық санға қайтадан түрлендіріп беруге арналады. Мысал ретінде өндірісте бұрын көп тараған 155 (жене 176) интегралдық тәсімдер тобындағы К155ИД1 (ИД-айқындағыш белгісі) айқындағышының жұмыс істеу принципін қарастырып көрелік (3-сурет).

Айқындағыш кірістері Х1 - Х4-пен белгіленген де, алар қосымша терістеліп, терістелген тағы да төрт кірістерін құрады. Бірак, осы 8 түрлі сигналдар тобы айқындағыш құрылымының шығыс жағында орналасқан ЖӘНЕ тәсімдерінің кірістеріне бар болғаны төрт-төрттен ғана сигнал қиысуларын әкеледі. Бірақ олар шығыс сигнал мәндерін толығымен айғақтап, анықтап береді. Егер де алатын ондық сандарымыз 0-9 аралығында болса (5.3-суреттегі тәсімнің шығыс жағын қараңыз), онда келіп түскен екілік нышандарға байланысты аталған ондық сандардың тек біреуі ғана жануы керек.

3 Сурет – Логикалық тәсімдер негізінде құрылған айқындағыш тәсімі

Мәселен, келіп түскен нышан «0000» (Х1=X2=X3=X4=0) болса, онда терістейтін кірістермен () ғана байланысқан DD1 тәсімі ғана жұмыс істейді де, оның шығысында «0» - пайда болып (нақты жағдайда «0» - пайдалы сигнал), айқындағыш шығысында ондық «0» жанады, Оның кірісіне «9» нышаны «1001» келіп түссе (тәсімнің төменгі тұсын қараңыз), Х1=Х4=1 және кірістерімен байланысты DD9 тәсімі жұмыс істеп, тек соның шығысынан ғана пайдалы сигнал аламыз, ягни «9» «жанады». Сонымен, қорыта келгенде, айқындағыш ішіндегі логикалық тәсімдер өзара белгілі бір тәртіппен орналасып, екілік нышаны бойынша бізге ондық сандарды тауып беріп отырады.

4, а-суретте К155ИД1 айқыңдағышының тәсімдік шартты белгісі, оның "аяқ" нөмірлерінің өзара орналасуы келтірілген. К175ИД1 тәсіміне арнап сызылған бұл нөмірлер жақша ішінде көрсетілген. Шартты белгідегі DС - айқындағыштың халықаралық таңбасы.

Аталған айкындағыштардың негізгі пайдалану өрісі газразрядты индикаторларды жағып, олардағы сандар мен әріптер таңбаларын көрсетіп беріп отыру. Алайда, газразрядты индикаторлардың жұмыс істеу кернеулерінің жоғарылығына (200-300 В) және олардың жартылай өткізгіштік және жұмсақ кристалды индикаторлармен ығыстырып шығарылуына байланысты, интегралдық тәсімдер құрамындағы айқындағыштардың басым көпшілігі соңғы аталған индикаторларға арналған.

К155ИД1 (К176ИД1) К514ИД1 АЛС324А

а) ә)