Електроний посібник з
дисципліни "Мікропроцесорні системи"
дисципліни "Мікропроцесорні системи"
Дипломный проект
1.2.4. Комбінаційні пристрої
Комбінаційні пристрої повністю описуються логічними функціями. У деяких випадках при реалізації пристроїв керування об'єктами їх виявляється цілком достатньо. Але це тільки ті випадки, коли функції керування залежать тільки від станів або комбінацій вхідних сигналів.
В обчислювальній і мікропроцесорній техніці до пристроїв комбінаційного типу належать дешифратори, мультиплексори, суматори, тригери й деякі інші. Побудову таких пристроїв буде розглянуто нижче.
Дешифратори, мультиплексори, демультиплексори
Дешифраторами називають цифрові пристрої комбінаційного типу, що мають кілька входів і виходів, у яких певним комбінаціям вхідних сигналів відповідають цілком певні комбінації вихідних сигналів. Іноді такі пристрої називають декодерами. Різноманітність дешифраторів дуже широка, але в мікропроцесорній техніці звичайно використовуються так звані лінійні дешифратори.
Лінійним дешифратором називається пристрій, що здійснює перетворення n - розрядного двійкового коду в
m -розрядний унітарний код. Унітарний код може бути прямим, якщо одна «1» у деякому розряді
m -розрядного двійкового коду й m -1 нулів, або зворотним, якщо один «0» і m -1 одиниць. Наприклад, запис унітарного коду для m - 4 буде мати вигляд:
прямого - 1000, ... , 0010, 0001
зворотного - 0111, ... , 1101, 1110
Схема дешифратора має n входів, на які надходять відповідні розряди двійкового коду xn , xn- 1,..., x2 , x1 й m виходів, на яких формуються розряди унітарного коду ym- 1,..., y1, y0 . Так, наприклад, дешифратор, що має n =3 входів, буде мати m = 2n =8 виходів. Таблиця істинності цього дешифратора наведена на рис. 1.11, його функціональна схема й умовне графічне позначення показані на рис. 1.12.
Функціональна схема дешифратора побудована відповідно до рівнянь y7...y0 і являє собою 8 кон’юнкторів з
3-я входами, кожний з яких реалізує одну з вихідних функцій. Якщо виходи дешифратора проінвертирувати, то вийде дешифратор зі зворотним унітарним кодом або, як його називають, дешифратор з інверсними виходами.
В обчислювальній і мікропроцесорній техніці до пристроїв комбінаційного типу належать дешифратори, мультиплексори, суматори, тригери й деякі інші. Побудову таких пристроїв буде розглянуто нижче.
Дешифратори, мультиплексори, демультиплексори
Дешифраторами називають цифрові пристрої комбінаційного типу, що мають кілька входів і виходів, у яких певним комбінаціям вхідних сигналів відповідають цілком певні комбінації вихідних сигналів. Іноді такі пристрої називають декодерами. Різноманітність дешифраторів дуже широка, але в мікропроцесорній техніці звичайно використовуються так звані лінійні дешифратори.
Лінійним дешифратором називається пристрій, що здійснює перетворення n - розрядного двійкового коду в
m -розрядний унітарний код. Унітарний код може бути прямим, якщо одна «1» у деякому розряді
m -розрядного двійкового коду й m -1 нулів, або зворотним, якщо один «0» і m -1 одиниць. Наприклад, запис унітарного коду для m - 4 буде мати вигляд:
прямого - 1000, ... , 0010, 0001
зворотного - 0111, ... , 1101, 1110
Схема дешифратора має n входів, на які надходять відповідні розряди двійкового коду xn , xn- 1,..., x2 , x1 й m виходів, на яких формуються розряди унітарного коду ym- 1,..., y1, y0 . Так, наприклад, дешифратор, що має n =3 входів, буде мати m = 2n =8 виходів. Таблиця істинності цього дешифратора наведена на рис. 1.11, його функціональна схема й умовне графічне позначення показані на рис. 1.12.
Функціональна схема дешифратора побудована відповідно до рівнянь y7...y0 і являє собою 8 кон’юнкторів з
3-я входами, кожний з яких реалізує одну з вихідних функцій. Якщо виходи дешифратора проінвертирувати, то вийде дешифратор зі зворотним унітарним кодом або, як його називають, дешифратор з інверсними виходами.
Рис. 1.11. Таблиця істинності дешифратора для n = 3 входів
Рис. 1.12. Дешифратор: а) функціональна схема; б) умовне позначення
Варіант схемної реалізації мультиплексора «4-1» і його умовне графічне зображення наведені на рис. 1.13.
Рис. 1.13. Мультиплексора: а) функціональна схема; б) умовне зображення
Рис. 1.14. Таблиця істинності демультиплексора для n = 4 виходів
Мультиплексор побудований як сукупність дешифратора двійкового адресного коду й чотирьох двовходових елементів «І», виходи яких об'єднані елементом «АБО». Очевидно, що стан виходу буде залежати від адресної комбінації
A0 , A1 й стану відповідної їй входу Дi .
Демультиплексор - це схема, що виконує функцію, яка є зворотною для функції мультиплексора, тобто це комбінаційна схема, що має один інформаційний вхід ( Д ) , n інформаційних виходів ( y0 , y1,..., yn-1 ) і k керуючих (адресних) входів
( A0 , A1,..., Ak -1 ). Двійковий код, що надходить на адресні входи, визначає один з n виходів, на який передається значення змінної з інформаційного входу ( Д ) .
Таблиця функціонування демультиплексора, що має n = 4 інформаційних виходів ( y0 , y1, y2 , y3 ) і k = 2 адресних входів
( A0 , A1 ), зображена на рис. 1.14.
A0 , A1 й стану відповідної їй входу Дi .
Демультиплексор - це схема, що виконує функцію, яка є зворотною для функції мультиплексора, тобто це комбінаційна схема, що має один інформаційний вхід ( Д ) , n інформаційних виходів ( y0 , y1,..., yn-1 ) і k керуючих (адресних) входів
( A0 , A1,..., Ak -1 ). Двійковий код, що надходить на адресні входи, визначає один з n виходів, на який передається значення змінної з інформаційного входу ( Д ) .
Таблиця функціонування демультиплексора, що має n = 4 інформаційних виходів ( y0 , y1, y2 , y3 ) і k = 2 адресних входів
( A0 , A1 ), зображена на рис. 1.14.
Схема демультиплексора і його умовне зображення показані на рис. 1.15.
Рис. 1.15. Демультиплексор: а) функціональна схема; б) умовне зображення
Схему реалізовано з використанням тривходових елементів «І» і двох інверторів. Передача сигналу із входу ( Д ) на один з виходів буде відповідати адресній комбінації на входах A0 , A1 .
