Размещено на http://www.allbest.ru/

Дешифратор (декодер)

На выходе дешифратора будет 1 на той линии, номер (код) которой совпадает с кодом двоичного числа на входе. На остальных линиях будут нули.

Например, на входе имеем 011(двоичный код числа 3), тогда на выходе будет 1 на линии Y3.

Шифратор (кодер)

На входе шифратора 2 ^k линий, на выходе - k. На входных линиях шифратора должна быть только одна 1. На выходе будет двоичный код числа, которое совпадает с номером линии, на которую пришла 1.

Например, на входе X5=1, остальные нули, тогда на выходе получим 101 (двоичный код числа 5).

Мультиплексор

шифратор декодер коммутация мультиплексор

Мультиплексоры

Назначение мультиплексора (от англ. Mutiplex - многократный) - коммутировать в желаемом порядке информацию, поступающую с нескольких входных шин на одну выходную. С помощью мультиплексора осуществляется временное разделение информации, поступающей по разным каналам. Мультиплексор можно уподобить бесконтактному многопозиционному переключателю.

Мультиплексоры обладают двумя группами входов и одним, реже двумя - взаимодополняющими выходами. К ним относятся адресные и разрешающие (стробирующие) входы. Если мультиплексор имеет n адресных входов, то число информационных входов будет 2ⁿ. Набор сигналов на адресных входах определяет конкретный информационный вход, который будет соединен с выходным выводом.

Разрешающий (стробирующий) вход управляет одновременно всеми информационными входами независимо от состояния адресных входов. Запрещающий сигнал на этом входе блокирует действие всего устройства. Наличие разрешающего входа расширяет функциональные возможности мультиплексора, позволяя синхронизировать его работу с работой других узлов. Разрешающий вход употребляется также для наращивания разрядности мультиплексоров. Рис. 1 отражает логическую структуру реального мультиплексора "четыре линии к одной" (4:1) - половину микросхемы ТТЛ К155КП2. Она содержит четыре информационных входа D0 - D3, два адресных входа А и В и разрешающий вход V. Вход А принадлежит младшему разряду, B - старшему. Когда разрешающий вход находится под высоким потенциалом U_1вх, один из входов логических элементов И будет под низким и, следовательно, на их выходах также будут нулевые уровни независимо от состояния остальных входов. Выходной сигнал в этом случае также будет F=0. Схема управления выполнена так, что при разрешающем сигнале на входе V любые комбинации сигналов на адресных входах, А и В сооздают условия, при которых на входах (а значит, и на выходах) трех логических элементов И существуют потенциалы низкого уровня, неактивные для элемента ИЛИ.

Рис. 1. Логическая структура мультиплексора вида 4:1.

Состояние четвертого элемента И определяется сигналом на информационном входе, тот же сигнал будет и на выходе мультиплексора. Двоичные числа (00, 01, 10, 11), характеризующие сигналы на входах В и А, эквивалентна индексу задействованного информационного входа (D0, D1, D2, D3). Так, например, двоичное число 10 на адресных входах обеспечит селекцию шины D2. Это следует и из таблицы истинности рассматриваемого мультиплексора , и из формулы

_ _ _ _ _

F=V(BAD0BAD1BAD2BAD3)

В мультиплексорах ТТЛ входные информационные сигналы проходят через несколько логических элементов. Поэтому такие приборы могут обрабатывать только импульсные сигналы, логические уровни которых находятся в пределах, допустимых для устройств ТТЛ.

Поскольку ключи КМОП обладают способностью проводить ток в двух направлениях, такие мультиплексоры с равным успехом могут быть использованы и в обращенном режиме в качестве демультиплексоров - устройств, коммутирующих сигналы от одной шины к нескольким. Общий ввод информационных сигналов используется как выходной для мультиплексора или как входной для демультиплексора. Эти устройства нередко так и называют - мультиплексор-демультиплексор.

В отличие от мультиплексоров ТТЛ здесь сигнал от входа к выходу проходит без преобразования его в промежуточных элементах микросхемы, поэтому приборы КМОП-структуры с равным успехом могут быть использованы для коммутации как импульсных, так и аналоговых сигналов.

Способы наращивания

У мультиплексоров, выпускаемых в виде самостоятельных изделий, число информационных входов не превышает шестнадцати. Большее число входов обеспечивается путем наращивания. Наращивание можно выполнять двумя способами: объединением нескольких мультиплексоров в пирамидальную (древовидную) систему либо последовательным соединением разрешающих входов и внешних логических элементов. На практике применяют оба метода.

Мультиплексоры как универсальные логические элементы

Еще одно интересное свойство мультиплексоров - работа в качестве универсального логического элемента, реализующего любую логическую функцию, содержащую до n+1 логической переменной, где n - число адресных входов мультиплексора. Применение этого свойства особенно оправдано, когда число переменных достаточно велико, 4-5 и более. Один мультиплексор в этом случае может заменить несколько корпусов с логическими элементами вида И, ИЛИ, НЕ, и др.

Таблица 1.

Расчленим мысленно таблицу истинности на группы по две строки в каждой; в каждой группе Х1 и Х2 неизменны, Х0 (аргумент младшего разряда) имеет два состояния, а выходной сигнал F может иметь одно из четырех значений:

___

F=1, F=0, F=Х0, F=Х0.

Если переменные сигналы Х2 и Х1 подключить к адресным входам мультиплексора В и А, а на информационные входы D0 - D3 подать согласно таблице истинности постоянные потенциалы U1, U0 и переменные сигналы Ч0, то такая схема (Рис. 2) будет удовлетворять заданным условиям.

Рис. 2. Схемная реализация функции, представленной в таблице 1.

Демультиплексор

Демультиплексоры и дешифраторы