1.2. Синтез комбінаційних схем на комутаторах

В складі різних інтегральних мікросхем, які використовуються в обладнаннях залізничної автоматики, є елементи середньої степені інтеграції – комутатори (мультиплексори). Комутатор являє собою багатовхідний логічний елемент з одним виходом. Входи поділені на інформаційні, управляючі та входи дозволу роботи (стробіруючий). При подачі на стробіруючий вхід сигнал 0 робота комутатора дозволена, а при подачі 1 на цей вхід – робота заблокована. При

подачі на управляючі входи відповідного сигналу у вигляді двоїчного коду до виходу комутатора підключається один із його інформаційних входів. Існують комутатори, які виконують вибір одного із 4 (К4-1), 8 (К8-1) або 16(К16-1) інформаційних сигналів.

При реалізації функції на комутаторах необхідно знати такі правила:

Якщо кількість управляючих входів співпадає із кількістю аргументів, то аргументи подаються на управляючі входи з урахуванням розрядності, а на відповідні інформаційні входи подаються значення функції.

Якщо кількість аргументів на 1 більше кількості управляючих входів, то старі (n-1) аргументи подаються на управляючі входи з урахуванням розрядності, а на інформаційні входи подаються значення із набору (X_N, X_N, 0, 1).

Реалізуємо функцію F₃₆ = X₁(X₂+X₃X₄)+ X₄X₅+X₁X₂(X₃+X₁X₂X₃) на мультиплексорах.

Складаємо таблицю істинності:

Таблиця 1.2-Таблиця істинності

Для реалізації на мультиплексорах функцію п'яти незалежних змінних необхідно: на інверсні стробуючі входи мультиплексорів подати:

На 1-й С₀= X₁^X₂; На 2-й С₁= X₁^X₂

На 3-й С₂= X₁^X₂; На 4-й С₃= X₁^X₂

Роботу черговості комутаторів можна показати таблицею істинності.

Таблиця 1.3-Таблиця істинності для стробуючих входів

X1	X2	C1	C2	C3	C4
0	0	1	0	0	0
0	1	0	1	0	0
1	0	0	0	1	0
1	1	0	0	0	1

на управляючі входи подавати: на вхід 1 – змінну Х₄, а на вхід 2 – змінну Х₃;

на інформаційні входи подавати сигнали, отримані шляхом зіставлення стовпця значень функції F із стовпцем змінної X_5.

Синтезуємо задану функцію мультиплексорах 555КП1:

Рисунок 1.4- Комбінаційна схема

Тепер будемо реалізовувати цю ж функцію за допомогою 5 комутаторів.

Будуючи таку схему, на кожен стробуючий вхід цих мультиплексорів будемо подавати сигнал 1(так як входи прямі) для того, щоб комутатори працювали, на відміну від попередньої схеми, де для дозволу роботи необхідно на стробуючі

входи подавати змінні X₁ та X₂.

На управляючі входи будемо подавати змінні X₃ та X₄. На інформаційні входи перших 4 комутаторів будемо подавати значення В відповідно до таблиці істинності для цієї ж функції. На інформаційні входи п’ятого комутатора будемо подавати інверсні вихідні сигнали перших чотирьох комутаторів. Тому вихідні сигнали другого та четвертого комутаторів проінвертуємо на мікросхемі 1533ЛА3. Так як функція повинна бути реалізована в базисі Шеффера, то вихід п’ятого комутатора повинен бути інверсним.

Рисунок 1.5- Комбінаційна схема