Краткие теоретические сведения

Логическими комбинационными устройствами, или автоматами без памяти, называются устройства, логические значения выходов которых однозначно определяются совокупностью логических значений на входах в данный момент времени. К логическим автоматам без памяти относятся дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплек­соры, сумматоры и другие устройства цифровой техники. Элементной базой для их реализации служат цифровые логические элементы.

Шифратор (кодер) – цифровое логическое устройство с m входами и п выхода­ми, преобразующее сигнал «1» на од­ном из входов в п-эле­мен­т­ный параллельный код на выходах. При­мер реализации шифратора с четырьмя входами и двумя выходами на ло­гических элементах ИЛИ приведен на рис. 6.1. Правило работы шиф­ратора определяется таблицей 6.1.

Дешифратор (декодер) – цифровое логическое устройство, выполняю­щее опера­цию преобразования m-элементного входного кода в сигнал «1» на одном из выходов (дешифратор высокого уровня) либо в сигнал «0» на одном из выходов (дешифратор низкого уровня).

Таблица 6.1

Таблица истинности шифра рис. 6.1

х1	х2	х3	х4	х5	х6	у3	у2	у1
1 0 0 0 0 0	0 1 0 0 0 0	0 0 1 0 0 0	0 0 0 1 0 0	0 0 0 0 1 0	0 0 0 0 0 1	0 0 0 1 1 1	0 1 1 0 0 1	1 0 1 0 1 0

а

б

Рис. 6.1. Шифратор:

Так как на m входах может быть 2^m наборов входных переменных, макси­мальное число выходов равно 2^m. Если используются все выходы, то дешифратор называется полным, если же число выходов меньше 2^m – неполным. Например, дешифратор, имеющий 2 входа и 4 выхода, является полным, и для него можно записать 4 упорядоченных уравнения:

Рис. 6.2. Дешифратор 2 х 4:

а

б

Рис. 6.2. Дешифратор 2 х 4: а – функциональная схема; б – условное обозначение

Реализовать эти уравнения можно с помощью четырех двухвходовых элементов И. Полученная схема дешифратора приведена на рис. 6.2, а, а его условное обозначение показано на рис. 6.2, б.

Мультиплексором называется устройство для коммутации одного из 2^m информационных входов на один выход. Для реализации необходимой коммутации мультиплексор имеет кроме информационных входов также m адресных входов. Значение числа в двоичном коде на адресных входах определяет адрес коммутируемого информационного входа.

Условное изображение мульти­плексора с одним адресным m = 1 и двумя информационными 2^т =2 (x₀, x₁) входами приведено на рис. 6.3.

Реализация двухвходового мультиплек­сора может выполняться по уравнению , которое осуществляется на двухвхо­довых элементах И и ИЛИ, как показано на рис. 6.3.

Демультиплексор выполняет функцию, обратную мультиплексору. Он обеспечивает передачу цифровой информации, поступающей по одной линии, на несколько выходных линий. Схема демультиплексора (1→2), выполненная на элементах И, приведена на рис. 6.4.

Рис. 6.3. Мультиплексор 2 → 1

Рис. 6.4. Демультиплексор 1 → 2