Шпоры к экзамену / 49

1. Типовые цифровые устройства. Комбинационные и последовательностные ЦЭУ. Дешифраторы, назначение, пример. Шифраторы, назначение, пример. Мультиплексоры, назначение, пример. Демультиплексоры, назначение.

Цифровые электронные устройства (ЦЭУ) преобразуют совокупность входных сигналов [X] в выходные сигналы [Y]. Различают комбинационные и последовательностные ЦЭУ.

В комбинационных ЦЭУ состояние выходов полностью определяется состоянием входов (т.е. не зависят от предыстории).

Различают комбинационные ЦЭУ:- дешифраторы, -шифраторы, -мультиплексоры,-демультиплексоры,-арифметические,-арифметико-логические устройства (АЛУ).

В последовательностных ЦЭУ (конечных автоматах) состояние выходов зависит не только от значений входных сигналов, но и от последовательности их установления. Поэтому в этих устройствах есть элементы памяти.

 Дешифраторы.

Это комбинационные ЦЭУ, которые распознают кодовую комбинацию входных сигналов (например, из 8 бит) и устанавливает сигнал на одном или ряде выходов (3-5 полюсов). Таким образом, дешифратор позволяет управлять работой нескольких исполнительных механизмов,  цифровым дисплеем и др. устройствами в соответствии с состоянием многих переменных.

Например дешифратор 74148 выполняет преобразование кода соответственно таблице истинности на рис. 13.7.

Шифраторы. Это комбинационные ЦЭУ, которые преобразуют активные  уровни сигналов (например D0…D3) в кодовую комбинацию выходных сигналов (например из 8 бит).

Из таблицы следует, что при монотонном росте 4-х битового числа на входах A…D получаем последовательное перемещение нулевого значения на выходах 0…15.

Мультиплексоры.

Это комбинационные ЦЭУ, которые переключает сигналы с многих  информационных входов на один выход в заданной последовательности. Распределение производится комбинацией 0 и 1 на управляющих входах. То есть параллельный код сигнала преобразуется в последовательный.

Входы D0…D7 для подачи информационных сигналов (например, биты двоичного слова). A,B,C – управляющие входы, состояние которых определяют с какого информационного входа будет передан сигнал на выход. Y и W –выходы (W=Y'). G- заземляемый полюс. VCC – полюс для питания. Таким образом, мультиплексор позволяет ввести информацию многих источников цифровых сигналов в один канал связи.

Демультиплексоры.

Это комбинационные ЦЭУ, которые выполняют операции, обратные мультиплексорам, т.е. преобразует последовательный код сигнала в параллельный.

Арифметические ЦЭУ.

Это комбинационные ЦЭУ, которые выполняют арифметические операции с многоразрядными двоичными числами: сложение, вычитание, умножение.

Операция сложения производятся сумматорами. Для вычитания используется операция сложения. При этом вычитаемое представляют в одном из специальных кодов. Операция умножения выполняется многократным сложением.

Арифметические и арифметико-логические устройства являются основой микропроцессоров и являются весьма сложными устройствами.