14.3.3. Дешифраторы

Дешифратором называется устройство, преобразующие натуральный двоичный код в код «1 из n», то есть в любой момент времени дешифратор активизирует только один из n возможных выходов. Например, если на вход дешифратора подается параллельный код 0101, то отличный от нуля выходной сигнал должен появиться на пятом выходе. На всех остальных выходах сигнал будет нулевым.

Дешифраторы бывают полными и неполными. Для полного дешифратора выполняется условие , где n – число выходов; m – число входов. В неполных дешифраторах имеется m – входов, но реализуется n < выходов. Так, дешифратор, имеющий 4 входа и 10 выходов, будет неполным, а дешифратор, имеющий 2 входа и 4 выхода, – полным. Схемы и таблица истинности полного дешифратора 1564ИД7 показаны на рис. 14 .6.

Рис. 14.6. Полный дешифратор 1564ИД7: УГО (а) и таблица истинности (б)

Активизированные выходы дешифратора имеют низкий уровень. Дешифратор 1564ИД7 имеет дополнительный режим демультиплексирования. В этом режиме адресный код подают на входы D, а один из разрешающих входов L1, L2, H используют как информационный. При этом на два других из разрешающих входа подают логические уровни, при которых выполняется функция И: L1∙L2∙H = 1, в предположении, что на произвольно выбранном информационном входе установлен высокий уровень. Например, если выбрать в качестве информационного входа H, то на входы L1, L2 следует подать низкий уровень.

ИС 564ИД1 (рис. 14 .7, а) является неполным дешифратором. Она служит преобразователем двоично-десятичного кода в десятичный или двоичного кода в восьмеричный. Из таблицы истинности (рис. 14 .7, б) следует, что в случае поступления на входы четырёхразрядных двоичных чисел, превышающих 9, работа дешифратора нарушается.

При работе в режиме трёхразрядного полного дешифратора вход D8 является разрешающим. С появлением высокого уровня на входе старшего разряда D8 на выходах Q0 - Q7 не возникает высокого уровня напряжения. При низком уровне напряжения на этом входе происходит нормальное декодирование сигналов, поступающих на входы D1, D2, D3.

Рис. 14.7. Неполный дешифратор 564ИД1:УГО (а) и его таблица истинности (б)

14.4. Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексором (коммутатором) называют устройство, обеспечивающее в желаемом порядке передачу цифровой или аналоговой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Выбор входа, информация с которого поступает на выход, осуществляется при помощи сигналов, поступающих на адресные входы A. Обобщённая схема мультиплексора приведена на рис. 14 .8, а. Мультиплексор в общем случае можно представить в виде коммутатора, управляемого логической схемой. Информационные сигналы x_i поступают на входы коммутатора, через который передаются на выход y. На вход логической схемы подаются адресные сигналы А_к.

Рис. 14.8. Мультиплексоры: обобщённая схема (а); УГО ИС 1564КП15 (б)

и её таблица истинности (в); УГО ИС 590КН5 (г)

Мультиплексоры имеют информационные входы D и разрешающие входы H или L (прохождение информации с входа на выход осуществляется при H = 1 или L = 0). В некоторых мультиплексорах сигналы при входах H, L способны переключать выходы в состояние Z. Сигналы на этих входах управляют одновременно всеми информационными входами, независимо от состояния адресных входов. Запрещающий сигнал на разрешающем входе закрывает все ключи коммутатора. Наличие входов H, L расширяет функциональные возможности мультиплексора, позволяя синхронизировать его работу с работой других узлов, в частности, разрешающий вход употребляется также для наращивания разрядности мультиплексора.

В отличие от мультиплексоров, выполненных по технологии ТТЛ, КМОП-мультиплексоры способны пропускать сигналы в обоих направлениях. Они пропускают как аналоговое, так и цифровые сигналы, в них можно менять местами вход и выход (рис. 14 .8, б, г). Таблица истинности ИС 1564КП15 приведена на рис. 14 .8, в. Для включения ключей ИС 590КН5 на входы L следует подать низкий уровень напряжения. Если же L = 1, то ключ размыкается, при этом входы и выходы переходят в высокоимпедансное состояние. Серия 590 предназначена, в основном, для переключения аналоговых сигналов, так как сопротивление ключа в открытом состоянии составляет 10…200 Ом в зависимости от вида ИС.

Демультиплексором называется устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам, в зависимости от кода на адресных входах. При использовании ИС КМОП мультиплексоры одновременно являются и демультиплексорами (рис. 14 .9). Демультиплексоры используются, например, в системах централизованного оповещения подчиненных и абонентов. В табл. 14.4 приведены мультиплексоры серии 1554, 1564, 590.

Рис. 14.9. Мультиплексор и демультиплексор

В качестве демультиплексоров можно использовать некоторые типы дешифраторов (дешифраторы / демультиплексоры). При этом один из входов разрешения используют как информационный, а адресный код подают на входы D. Пример работы дешифратора 1564ИД7 в качестве демультиплексора рассмотрен в п. 14.3.

Таблица 14.4. Интегральные схемы мультиплексоров / демультиплексоров

Обозначение	Функциональное назначение
1564КП2	Два четырехканальных стробируемых мультиплексора
1564КП7	Восьмиканальный стробируемый мультиплексор
КР1554КП11	Четыре двухканальных мультиплексора с тремя состояниями на выходе
КР1554КП12	Два четырехканальных мультиплексора с тремя состояниями на выходе
1564КП13	Четыре двухканальных мультиплексора с памятью
КР1554КП14	Четыре двухканальных инвертирующих мультиплексора с тремя состояниями на выходе
1564КП15	Восьмиканальный мультиплексор с тремя состояниями на выходе
КР1554КП16	Четыре двухканальных стробируемых мультиплексора
КР1554КП18	Четыре двухканальных стробируемых инвертирующих мультиплексора
590КН5	Четыре ключа с тремя состояниями на входе и выходе
590КН6	Восьмиканальный коммутатор с тремя состояниями на входе и выходе
590КН7	Два двухканальных коммутатора с тремя состояниями на входе и выходе
590КН9	Два ключа с тремя состояниями на входе и выходе