Мультиплексоры

На цифровом логическом уровне мультиплексор представляет собой схему с 2ⁿ входами, одним выходом и п линиями управления, которые позволяют выбрать один из входов. Выбранный вход соединяется с выходом.

На рис, изображена схема восьмивходового мультиплексора (n = 3).

Три линии управления, A, В и С, коди­руют 3-разрядное число, которое указывает, какая из восьми входных линий должна соединяться с вентилем ИЛИ и, следовательно, с выходом F.

Вне зависи­мости от того, какое значение окажется на линиях управления, семь вентилей И всегда будут выдавать на выходе 0, а оставшийся может выдавать 0 или 1 в зави­симости от значения сигнала на выбранной линии входа.

Каждый вентиль И запускается определенной комбинацией сигналов на линиях управления. Если в схему муль­типлексора, добавить источник питания и землю, то мультиплексор можно включить в корпус с 14 выводами.

Использовав мультиплексор, мы можем реализовать функцию большинства, как показано на рис. 3,11, б. Для каждой комбинации А, В и С выбирается одна из входных линий. Каждый вход соединяется либо с сигналом V_cc (логическая 1), либо с землей (логический 0). Алгоритм соединения заключается в установлении значения входного сигнал D_i равным значению в строке i таблицы истин­ности.

В таблице истинности функции большинства в строках 0, 1, 2 и 4 значение функции равно 0, поэтому со­ответствующие входы заземляются; в оставшихся строках значение функции равно 1, поэтому соответствующие входы соединяются с логической единицей.

Таким способом можно реализовать любую таблицу истинности с тремя пере­менными, использовав микросхему мультиплексора .

М ультиплексор можно использовать в качестве преобразователя параллельною кода в последо­вательный. Если подать параллельно 8 бит данных на входные линии, а затем поочередно подавать на линии управления, коды от 000 до 111 (это дво­ичные числа), то 8 бит входных данных поступят на выходную линию последовательно.

Такое преобразование осуществляется, например, при вводе информации с клавиатуры. Каждое нажатие клавиши определяет 7- или 8-разрядное число, которое передается процессору последовательно по однопроводной линии.

Декодеры

В качестве второго примера рассмотрим схему, которая получает на входе n-раз­рядное число и использует его для того, чтобы выбрать (то есть установить значение в 1) одну из 2ⁿ выходных линий.

Такая схема называется декодером. Ч тобы понять, зачем нужен декодер, представим себе оперативную память, состоящую из 8 микросхем, каждая из которых содержит 1 Мбайт ячеек хранения данных.

К аждая микросхема имеет адреса в диапазоне от 0 до 1 Мбайт, задаваемые 20 младшими разрядами адреса данных. Три стар­ших двоичных разряда адреса данных используются для выбора одной из восьми микро­схем. На рисунке эти три бита : А, В и С являющиеся входами в декодер.

В зависимости от входных сиг­налов ровно одна из восьми выходных линий (D0) ..., D7) принимает значение 1; остальные линии принимают значение 0. Поскольку только одна линия принимает значение 1, запускается только одна из восьми микросхем памяти

Принцип работы схемы, изображенной на рисунке.

Каждый вен­тиль И имеет три входа, из которых первый — это А или , второй — В или третий — С или . Каждый вентиль запускается различной комбинацией входов; D₀ — сочетанием , D₁ — сочетанием и т. д.