Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Элементы комбинационной схемотехники. Ч.1. Лабораторный практикум по курсу «Основы информационной техники». Учебное пособие
.pdf
Рис. 6.12. Принципиальная схема сдвигателя на базе мультиплексоров
Использование мультиплексора
в составе многоканального селектора данных
Многоканальным селектором данных называется цифровой
комбинационный узел, имеющий n входов и m выходов, с возможностью передачи данных с любого входа на любой выход с использованием между входами и выходами минимального числа линий
связи.
Рассмотрим конкретную схему (рис. 6.13) для случая n = m = 8.
Данная схема позволяет перенаправлять данные, поступающие на 8
входов, на произвольные 8 выходов в зависимости от установленных кодов, определяющих номер активного входа и номер активного выхода.
Код А – адрес источника, код В – адрес приемника. В качестве
однобитового селектора используется дешифратор семейства
ТТЛШ КР1533ИД7 (иностранный аналог 74LS138) с активным нулем на выходах. В данном включении дешифратор работает в режиме демультиплексора, так как его вход разрешения Е2 используется в качестве информационного.
В схеме применен мультиплексор КР1533КП7 (иностранный
аналог 74LS151) того же семейства. При А = В реализуется алгоритм передачи данных: i-й канал источника → i-й канал приемни-
91
ка, а при А ≠ В – i-й канал источника → j-й канал приемника
(i = 1, ..., 8; j = 1, ..., 8).
Рис. 6.13. Принципиальная схема многоканального селектора данных
Работа мультиплексора в составе компаратора двух чисел,
вырабатывающего осведомительный сигнал А = В
Если в распоряжении разработчика нет специализированной
схемы сравнения – компаратора, то ее можно реализовать, используя совместно дешифратор и мультиплексор.
На рис. 6.14 приведена схема компаратора, сравнивающего два
3-разрядных числа. В ней используются дешифратор «3 из 8» с инверсным выходом (активный ноль на выходе) типа КР1533ИД7
и мультиплексор MUX 8 → 1 с инверсным выходом типа
КР1533КП7.
При А = В активный нуль с выхода дешифратора передается на
инверсный выход мультиплексора и, следовательно, Y
А ≠ В на выход будет передаваться сигнал «0» Y
92
A≠B
= 0.
= 1. При
A=B
Рис. 6.14. Принципиальная схема компаратора, реализованного
на базе дешифратора и мультиплексора
Использование мультиплексора в качестве преобразователя
параллельного кода в последовательный
Схема преобразователя параллельного кода в последовательный
приведена на рис. 6.15. Здесь 8-разрядный параллельный код подается на информационные входы мультиплексора MUX 8 → 1
КР1533КП7, адресные входы которого подключены к выходам
3-разрядного двоичного счетчика семейства ТТЛШ КР1533ИЕ7
(иностранный аналог 74LS193). Если счетчик изменяет свои состояния от тактовых импульсов, поданных на вход «+1», в последовательности 0, 1, 2, 3 и т.д., то на выходе мультиплексора появляются
разряды слова, начиная с младшего; если счетчик работает в режиме вычитания 7, 6, 5 и так до 0, т.е. тактирование счетчика производится по входу «–1», то начиная со старшего. Варианты схем,
использующих эту структуру, чрезвычайно разнообразны.
93
Рис. 6.15. Принципиальная схема преобразователя параллельного кода
в последовательный на базе мультиплексора
Контрольные вопросы
1.
Приведите основные функции алгебры логики.
2.
Какие существуют способы представления функций алгебры
логики?
3.
Дайте определения элементарной конъюнкции и элементар-
ной дизъюнкции.
4.
Дайте определения совершенной дизъюнктивной и совер-
шенной конъюнктивной нормальной форме и приведите пример.
5.
Какие существуют способы минимизации логических функ-
ций?
6.
Что из себя представляет мультиплексор и каково его назна-
чение в электронных схемах?
7.
Каким образом осуществляется адресация каналов в мульти-
плексорах и демультиплексорах?
8.
Какое количество входов имеет микросхема мультиплексора,
рассчитанная на восемь каналов?
9.
Опишите алгоритм реализации произвольной функции ал-
гебры логики на мультиплексоре.
94
10. Объясните принцип составления карт Карно при использо-
вании мультиплексора в качестве элемента, реализующего ФАЛ.
11.
Приведите примеры устройств электронной техники в ко-
торых может использоваться мультиплексор?
Задания
1.
Исследовать работу мультиплексора MUX 4 → 1, выполня-
ющего заданную ФАЛ (см. рис. 6.1).
2.
Исследовать работу мультиплексора MUX 4 → 1, выполня-
ющего заданную ФАЛ (см. рис. 6.2).
3.
Используя мультиплексор, спроектировать и исследовать
работу устройства, реализующего ФАЛ, согласно вариантам, представленным в табл. 6.5. Показать, что полученный вариант – оптимальный. Построить комбинационную схему, реализующую функцию Y на базовых логических элементах.
№ варианта
1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0
2 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0
3 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0
4 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1
5 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
6 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
7 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0
8 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1
9 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0
10 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0
11 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
12 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
13 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0
14 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1
15 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Варианты
Выход Y
Таблица 6.5
95
4. Исследовать работу схемы цифрового сдвигателя двоичных
кодов на основе мультиплексора (см. рис. 6.12).
5.
Исследовать работу схемы цифрового многоканального се-
лектора на основе мультиплексора (см. рис. 6.13).
6.
Исследовать работу схемы цифрового компаратора для двух
3-разрядных чисел (см. рис. 6.14).
7.
Спроектировать и исследовать работу схемы цифрового ком-
паратора для двух 4-разрядных чисел.
8.
Исследовать работу схемы преобразователя параллельного
кода в последовательный на основе мультиплексора (см. рис. 6.15).
Список рекомендуемой литературы
Воробьев Н.В. Мультиплексоры // CHIP NEWS. 1998. № 3.
1.
2.
Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Про-
грамма Electronics Workbench и ее применение. Изд. 3-е. М.: Солон-Пресс, 2000.
3.
Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дис-
кретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. М.:
Радио и связь, 1990.
96
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]