- •0.Вступ
- •1. Математичні основи цифрової техніки
- •1.1 Відображення інформації у цифровій техніці
- •1.2 Перетворення числової інформації
- •1.3 Двійкова арифметика
- •1.4 Основні поняття та закони бульової алгебри
- •1.5 Властивості логічних функцій
- •1.6 Форми зображення логічних функцій
- •1.7 Мінімізація логічних функцій
- •1.8 Структурна реалізація логічних функцій
- •1.9Загальні відомості про цифрові автомати
- •1.10 Різновиди цифрових автоматів та особливості їх функціонування
- •1.11Загальні питання синтезу цифрових автоматів
- •2.Схемотехніка цифрових елементів
- •2.1 Види цифрових сигналів, та способи їх передачі
- •2.2 Класифікація цифрових елементів
- •2.3Основні характеристики та параметри цифрових мікросхем
- •2.4 Порівняльні характеристики цифрових мікросхем
- •2.5Схеми логічних елементів
- •2.6 Елементи з розширеними функціональними можливостями
- •2.6.1 Cинтезовані логічні елементи
- •2.6.2Логічні елементи з відкритим колектором
- •2.6.3Тристановий драйвер
- •2.7 Інтерфейсні мікросхеми
- •2.8Узгоджувачі рівнів
- •2.9 Завадостійкість цифрових пристроїв
- •2.10 Імпульсні схеми на цифрових елементах
- •2.10.1 Формувачі
- •2.10.2Генератори
- •3.Пристрої для перетворення цифрової інформації
- •3.1Шифратори та дешифратори
- •3.2Мультиплексори та демультиплексори
- •3.3Синтез комбінаційних пристроїв на дешифраторах
- •3.4Синтез комбінаційних пристроїв на мультиплексорах
- •3.5Перетворювачі кодів
- •3.6Арифметичні пристрої
- •3.6.1Арифметичні суматори
- •3.6.2Цифрові компаратори
- •3.6.3Арифметико-логічні пристрої
- •3.6.4Програмовані логічні матриці
- •Контрольні запитання по розділу
- •4.Послідовнісні пристрої
- •4.1Особливості функціонування послідовнісних пристроїв
- •4.2Особливості синтезу послідовнісних пристроїв
- •4.3Тригер – найпростіший зaпам’ятовувальний пристрій
- •4.3.1Загальна структура та класифікація тригерів
- •4.3.2Рiзновиди тригерів
- •4.4 Регістри
- •4.4.1 Регістри пам’яті
- •4.4.2Регістри зсуву
- •4.5 Лічильники
- •4.5.1 Класифікація лічильників
- •4.5.2Лічильники з послідовним переносом
- •4.5.3Реверсивні лічильники
- •4.5.4Лічильники з довільним модулем лічби
- •4.5.5Кільцеві лічильники та лічильники Джонсона
- •4.6Контрольні запитання по розділу
- •5.Інтегральні запам'ятовувальні пристрої
- •5.1Загальні відомості
- •5.2Оперативні запам'ятовуючі пристрої
- •5.2.1Статичні запам'ятовувачі віс озп
- •5.2.2Динамічні запам'ятовувачі віс озп
- •5.2.3Принцип побудови і структура віс озп
- •5.3 Принцип побудови і структура пзп
- •5.4Електрично перепрограмовувані пзп
3.2Мультиплексори та демультиплексори
Це КП, що призначені для комутації цифрових каналів під дією двійкового коду керуючих сигналів.
Мультиплексор (Multiplexor: MUX) призначений для передачі (комутації) сигналів від одного з кількох інформаційних входів Xi (шини даних) на один вихід. Крім інформаційних входів мультиплексор має адресні входи , двійковий код на яких визначає номер активного інформаційного входу, який треба під'єднати до виходу схеми. Отже, мультиплексор має входів і один вихід ( число інформаційних входів; nчисло адресних входів). Керований мультиплексор має ще один вхід дозволу мультиплексування E.
Для побудови мультиплексора 2n1 потрібно мати багатовходовий ЛЕ типу І-АБО, що забезпечує передачу з інформаційної шини даних одного з 2n сигналів, а для керування комутацією дешифратор.
Рис. 3.30 Схематичне позначення та структура мультиплексора 4-1
На рис. 3.4.а показана схема мультиплексора 4-1, що з допомогою n=2 адресних сигналів і забезпечує вибір одного з даних . Отже, логічна функція мультиплексора 4-1 має вигляд
( 3.0 )
Таку логічну залежність неважко абстрагувати для довільної кількості адрес:
( 3.0)
де – вхідні інформаційні сигнали, – мінтерми адресних змінних .
У серіях ЦТ зустрічаються мікросхеми мультиплексорів з різним числом адресних входів, найчастіше n=2,3,4,... При конструюванні пристроїв на мультиплексорах, слід мати на увазі, що в переважній більшості своїй мультиплексори комутують цифрові сигнали, хоча існують деякі мікросхеми мультиплексорів (найчастіше КМОН), які дозволяють комутувати й аналогові сигнали. Детальніше про особливості кожної конкретної мікросхеми слід ознайомитись з технічної документації на неї.
Для комутування (мультиплексування) великої кількості сигналів застосовують принцип каскадування. Приклад мультиплексування 8-ми розрядної шини даних каскадуванням двох мультиплексорів 4-1 показано на рис. 3.5.
Рис. 3.31 Синтез мультиплексора 8-1 за допомогою мультиплексорів 4-1
Розподіл шини адрес здійснено аналогічно до принципу каскадування дешифраторів (рис.3.3)
За допомогою мультиплексорів можна реалізувати безліч найрізноманітних цифрових, а у деяких випадках цифро-аналогових схем. Наприклад, на базі мультиплексорів реалізуються: КП багатьох змінних, багатоканальні комутатори цифрових та аналогових сигналів, запам'ятовувальні пристрої, генератори послідовностей двійкових чисел, тощо. Крім згаданих прикладів застосування мультиплексор можна використовувати також і для перетворення паралельного коду, який подано на інформаційні входи, в послідовний, якщо з допомогою лічильника імпульсів потактно змінювати стан адресних входів мультиплексора. Цим способом можна також виконувати послідовне опитування сигналів на інформаційних входах мультиплексора.
Демультиплексор (Demultiplexor: DMX) призначений для виконання оберненої функції мультиплексора, а саме передачу (комутацію) сигналу з єдиного інформаційного входу на один з 2n виходів залежно від коду на n‑адресних входах. Демультиплексор можна реалізувати на дешифраторі з n‑входами, у якого вхід дозволу E використовується як інформаційний. Отже, демультиплексор це розподілювач цифрових сигналів, керований двійковим входом.
Можливий варіант побудови демультиплексора 1-8 зображено на рис. 4.15. Паралельний код, що керує роботою демультиплексора, подають на входи дешифратора, які стають адресними, а виходи останнього під'єднують до входів кон'юнкторів.
У загальному випадку демультиплексор реалізує логічну функцію виду
( 3.0)
З'єднані між собою, другі входи кон'юнкторів утворюють інформаційний вхід Х демультиплексора. Отже, на вихід демультиплексор пропустить вхідний сигнал Х тільки через той кон'юнктор, на другому вході якого буде лог. 1, шо з'явиться з відповідного виходу дешифратора.
Рис. 3.32 Схематичне позначення та структура демультиплексора 1-8
Деякі мікросхеми ТТЛ, зокрема дешифратори К155ИД3, К155ИД4, К155ИД7, залежно від способу ввімкнення можуть працювати як демультиплексори. Функціональну дуальність мультиплексора і демультиплексора зручно використати для передачі інформаційних двійкових сигналів на відстань, наприклад, по телефонних лініях зв'язку та кабелях. В такій системі зв'язку функцію передавача-перетворювача паралельного коду в послідовний виконує мультиплексор, а функцію приймача-перетворювача послідовного коду у паралельний—демультиплексор. При наявності лінії керування обох перетворювачів забезпечується синхронна робота системи. Перевага такої системи передачі даних на відстань, незважаючи на її низьку швидкодію, полягає в економії затрат, які неминучі при паралельній передачі інформації.