- •Введение
- •Элементно-технологическая база эвм.
- •Свойства цифровых элементов определяет ряд параметров (характеристик), знание которых необходимо для правильного проектирования и эксплуатации цифровых устройств.
- •Для цифровых элементов, как и для других, важны также надежность, стоимость допустимые условия эксплуатации и другие.
- •Допустимые напряжения помех
- •Типовые фрагменты цепей
- •Схемы ттл с повышенным быстродействием.
- •Особенности применения элементов ттл (ттлш)
- •Транзисторно-транзистор-транзисторная логика (т-ттл).
- •Элементы эмиттерно-связанной логики.
- •Интегральные логические элементы на униполярных транзисторах.
- •Логические схемы на моп транзисторах одного типа проводимости.
- •Логические интегральные схемы на комплиментарных моп транзисторах.
- •Типовые функциональные узлы цифровых устройств.
- •Триггеры. Основные понятия, классификация.
- •Двухступенчатые триггеры.
- •Триггеры с динамическим управлением.
- •Функциональные узлы комбинационного типа. Мультиплексоры и демультиплексоры.
- •Дешифраторы и шифраторы
- •Шифраторы
- •Преобразователи кодов
- •Счетчики
- •Двоичные счетчики.
- •Регистры и межрегистровые связи.
- •Сумматоры алу.
- •Аккумуляторы, алу.
- •Интегральные запоминающие устройства.
- •Воспроизведение арифметических операций и произвольных функциональных зависимостей.
Функциональные узлы комбинационного типа. Мультиплексоры и демультиплексоры.
Под мультиплексором понимается конструктивный элемент с одним выходом и двумя группами входов: адресные входы (входы управления) и входы данных.
Традиционное использование мультиплексоров состоит в управляемой передаче данных от нескольких входных каналов в один выходной канал. Каждый их входных каналов данных может быть подключен к выходному под управлением адресующего сигнала.
Функционирование мультиплексора можно проиллюстрировать:
(Реальный мультиплексор, в отличие от механического переключателя передает информацию в одном направлении).
Управляющий код (обычно двоичный) задает положение переключателю, соединяющему один из входов с выходом мультиплексора. Если нулевой набор управляющих сигналов ставит переключатель в верхнее положение, а далее, с изменением управляющего кода на единицу, переключатель переходит в соседнее положение, то работа мультиплексора описывается функцией:
- минитерм адресующих переменных.
Мультиплексор на элементах И-НЕ:
На элементе И-ИЛИ-НЕ:
Унитарным кодом:
На условных графических обозначениях:
КП1 (155) со стробированием;
КП2 (155, 531) ;
КП5(155) ;
КП7 (155, 531, 555) со стробированием;
КП15 (531, 555) с тремя состояниями.
Как правило 4 1, 1,
Мультиплексоры на большее число входов строят из мультиплексоров меньшей размерности.
Если необходим MUX N ,а имеется ИМС с числом входов N1, то потребуется ИМС, где , которые совместно обеспечат нужное количество входов.
Пример наращивания размерности мультиплексора:
Если ИМС имеют выходы с тремя состояниями, то можно непосредственно объединять эти выходы, обеспечивая управление по входу так, чтобы подключение ИМС к выходной цепи осуществлялось поочередно.
16 1 на 8 1 с тремя состояниями.
При передаче данных по общему каналу с разделением во времени нужны не только мультиплексоры, но и устройства обратного назначения, распределяющие данные из одного канала между несколькими приемниками информации. Эта задача решается демультиплексорами, функционирование которых можно пояснить:
Работа демультиплексора описывается логическим выражением:
здесь - минитерм n адресующих переменных.
Построение демультиплексора (DC) на элементах И:
Пример DMX на 16 выходов 155 ИДЗ. Роль информации . Стробирование :
Необходимо подчеркнуть, что MUX и DMX – это однонаправленные и цифровые устройства. Однако сейчас выпускаются устройства, в которых цифровым путем выбирается канал, который подключается к выходу, но по этому каналу может передаваться и аналоговая информация (например 561КП2, содержит 8 входов и один выход, коммутирует и аналоговые сигналы).
Дешифраторы и шифраторы
Дешифраторы и шифраторы по существу принадлежат к преобразователям кодов. В условиях обозначения и (decoder и coder).
Двоичные дешифраторы преобразуют двоичный код в унитарный (1 из ). Иначе говоря в зависимости от входного кода на выходе возбуждается одна из цепей. Число выходов полного дешифратора n, где n – число входов (для двоичного ).
Если часть входных наборов не используется, то дешифратор называется неполным, у него 2n.
Функционирование дешифратора описывается:
- минитермы входных переменных.
Видно, что дешифратор реализует частный случай демультиплексора, когда =1.
Пример схемы
Если дешифратор строится на элементах И-НЕ, то его выход – инверсный. В ней одна из выходных цепей имеет нулевой сигнал, все остальные – единичные.
В дешифраторах часто предусматривается стробирование:
либо
т.е. либо введением дополнительного входа параллельно информационным, либо блокированием всех элементов через одну из входных цепей.
В последнем случае, если строб равен нулю, искусственно формируются нули в цепях прямого и инверсного значений переменной . При =1 восстанавливается нормальная работа (так называемое стробирование по выходу и стробирование по входу).
Возможность выполнения дешифраторов в одном корпусе ИМС ограничиваются большим числом внешних выходов. на 5 входов: 5+32+ + + не менее 40 выходов на корпусе.
Условные обозначения:
В сериях ИМС на 4 входа – 16 выходов.
Схема наращивания дешифратора для увеличения разрядности:
Общее стробирование осуществляется по входу ( при =0) на всех выходах первого дешифратора вырабатываются нулевые сигналы, поэтому нули будут вырабатываться и на всех выходах дешифраторов второго яруса. На входы первого дешифратора поданы три старших разряда входного слова, значение которых при =1 определяет номер возбужденной шины на выходе, отпирающей один из дешифраторов второго яруса по его стробирующему входу. Выбранный таким образом дешифратор расшифровывает три младших разряда слова. Например, при дешифрации слова 111011=59 имеем на входе дешифратора первого яруса код 111, что возбуждает его седьмой выход и отпирает 9. На входе 9 действует код 011, поэтому единица появится на его третьем выходе (с номером три) т.е. на 59 выходе.