- •Функциональные устройства микропроцессорных систем
- •Функциональные устройства микропроцессорных систем
- •Часть I
- •Введение
- •Элементы алгебры логики
- •Логические функции одной переменной
- •Логические функции двух переменных
- •Свойства элементарных функций алгебры логики
- •Функционально полные системы булевых функций
- •Комбинационные схемы
- •Базовые элементы 2и-не и 2или-не
- •Логический элемент 2и-не
- •Логический элемент 2или-не
- •Электронная реализация базового логического элемента 2и-не
- •Простейшие логические элементы Логический элемент 2и
- •Логический элемент 2или
- •Логический элемент 3и
- •Логический элемент Исключающее или
- •Комбинирование логических элементов
- •Простейшие интегральные микросхемы средней степени интеграции
- •Типовые комбинационные схемы Полусумматоры
- •Одноразрядные полные сумматоры
- •Дешифраторы
- •Шифраторы
- •Компараторы
- •Сравнение на равенство
- •Сравнение на “больше”
- •Мультиплексоры
- •Синтез комбинационных схем
- •Схемы с элементами памяти Цифровые автоматы
- •Триггеры
- •Асинхронный (несинхронизируемый) rs-триггер
- •Синхронизируемый (тактируемый) rs-триггер
- •D-триггер
- •Т-триггер
- •Универсальный jk-триггер
- •Классификация триггеров
- •Одноступенчатые и двухступенчатые триггеры
- •Счетчики
- •Суммирующий счетчик с последовательным переносом
- •Другие типы счетчиков
- •Регистры
- •Параллельные регистры
- •Последовательные регистры
- •Система маркировки интегральных микросхем
- •Пример маркировки имс
- •Рекомендуемая литература
- •Часть I
Шифраторы
Двоичные шифраторы преобразуют унарный код (один из Nn) в двоичный код, т.е. выполняют операцию, обратную операции дешифраторов. При возбуждении одного из входов шифратора на его выходах формируется слово, отображающее номер возбуждаемой линии в двоичной системе счисления. Полный двоичный шифратор имеет 2nвходов и n выходов.
Одно из основных применений шифратора - это ввод данных с клавиатуры, при котором нажатие произвольной цифровой клавиши должно приводить к передаче в устройство соответствующего данной цифре двоичного кода.
Компараторы
Компараторы (устройства сравнения кодов) выполняют микрооперацию определения отношения между 2-мя словами. Основными отношениями можно считать “равно” и “больше”. Другие отношения («меньше», «больше или равно» и т.д.) можно определить через основные, например, признак неравенства слов можно получить как отрицание (инверсию) признака равенства.
Отношения широко используются в микропрограммах как логические условия, а также в устройствах контроля и диагностики МПС.
Сравнение на равенство
Устройства сравнения на равенство строятся на основе поразрядных операций равенства над одноименными разрядами двух сравниваемых слов. Признак riравенства i-х разрядов имеет единичное значение, если в обоих сравниваемых разрядах содержатся либо единицы, либо нули, т.е. представляет собой логическую функцию Исключающее ИЛИ с инверсией:
Признак равенства многоразрядных слов получается логическим умножением поразрядных признаков ri.
Рис. 7. Сравнение двухразрядных чисел
Сравнение на “больше”
a0 |
b0 |
Fa>b |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Функцию Fa>bсравнения двухразрядных слов на «больше» можно получить следующим образом:
1) Если в старшем разряде слова асодержится логическая 1, а словаb- логический 0, тоFa>b=1 независимо от значений младших разрядов;
2) если старшие разряды равны, то нужно переходить к анализу младших разрядов, применив к ним то же условие, что и для старших разрядов.
Сравнение многоразрядных слов основывается на таких же соображениях и приводит к логической функции:
Рис. 8. Схема сравнения на «больше» одноразрядных чисел
Принципиальная схема сравнения двух одноразрядных чисел на «больше» приведена на рис. 8.
Мультиплексоры
Мультиплексоры традиционно используются для поочередной передачи данных от нескольких входных каналов в один выходной канал. Каждый из входных каналов подключается к выходному каналу под управлением адресующего сигнала.
Приведенный на рисунке мультиплексор КР1533КП2 представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 1 из 4-х с общими входами выбора данных SED и раздельными входами стробирования 1C, 2C.
Входы мультиплексора делятся на 2 группы - информационные (1D, 2D) и управляющие (1C, 2C, SED). Двоичный управляющий код SED задает положение переключателя, соединяющего один из входов с выходом мультиплексора в соответствии со следующей таблицей соответствия:
SED1 |
SED2 |
i |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
1 |
1 |
4 |
Управляющие входы 1С, 2С используются для выбора кристаллов:
1С=1 - выход 1Y находится в высокоимпедансном состоянии;
1С=0 - выход 1Y подключен к одному из входов 1Di(номер входа задается сигналамиSED);
2С=1 - выход 2Y в высокоимпедансном состоянии;
2С=0 - выход 2Y подключен к одному из входов 2Di.
В данном примере рассмотрен двухшинный мультиплексор на 4 направления, однако в сериях интегральных микросхем (ИМС) имеются и другие мультиплексоры: одношинный на 16 направлений, одношинный на 8 направлений, четырехшинный на 2 направления и др.
Мультиплексоры на большее число входов строятся путем объединения нескольких мультиплексоров меньшей размерности.