|
D0 |
MS |
|
|
|
|
|||
|
D 1 |
8 / 1 |
|
|
|
|
|
||
|
D 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 5 |
|
Y |
|
|
|
|
||
|
D 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.12. Условное графическое обозначение мультиплексора
Мультиплексор можно реализовать с помощью ЛЭ заданного базиса. В его структуру можно ввести и более сложные цифровые устройства. Сопоставляя формулы (3.1) и (3.2), можно заметить, что для каждого входа D комбинации сигналов управления Х1, Х2, Х3 в мультиплексоре такие же, как и в дешифраторе. Следовательно, составной частью мультиплексора является дешифратор.
Структурная схема одного из возможных вариантов мультиплексора с четырьмя информационными входами D0 – D3 приведена на рис. 3.13.
V |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Y |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
D3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X1 |
|
1 |
DC |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
X2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.13. Схема мультиплексора с четырьмя информационными входами
66
3.7. Демультиплексоры
Демультиплексоры представляют собой цифровые устройства для коммутации информационного входного сигнала в одном из нескольких выходов в соответствии с заданным кодом на управляющих входах. Иными словами, демультиплексоры решают задачи обратные мультиплексированию. Условное графическое обозначение демультиплексора с четырьмя информационными выходами представлено на рис. 3.14. Структурные формулы, определяющие формирование выходных сигналов такого демультиплексора, имеют вид:
Y0 |
|
2 |
|
1D ; Y1 |
|
2X1D ; Y2 X2 |
|
1D ; Y3 X2 X1D . |
(3.3) |
X |
X |
X |
X |
|
D |
DMS |
Y0 |
|
|
|
|||
|
|
1/4 |
Y1 |
|
|
|
|
||
|
X1 |
|
Y2 |
|
|
|
|
||
|
X2 |
|
Y3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Рис. 3.14. Условное графическое обозначение демультиплексора
Точно такими же выражениями определяется формирование выходных сигналов дешифратора, использующего синхронизацию по входу D. Поэтому в качестве демультиплексора можно применять дешифратор, в котором информационный входной сигнал подан на вход синхронизации. Примером является реализация 2-разрядного демультиплексора с нулевыми активными сигналами на основе рассмотренного выше сдвоенного дешифратора К155ИД4 (см. рис. 3.6, б). Если первый разряд DP подать на вход V1, а второй разряд DP – на вход V3, то, в зависимости от комбинаций значений Х1, Х2, можно обеспечить коммутацию этого 2-разрядного кода DP1DP2 на любой из четырех выходов Y. На остальные входы синхронизации V2 и V4 можно подать постоянные значения (V2 = 1, V4 = 0), либо использовать их для организации синхронной передачи информации на выходы (рис. 3.15).
67
|
|
|
|
|
|
DMS |
||
DP1 |
|
|
|
V1 |
|
DC |
|
y0 |
|
|
|
|
|
||||
|
«1» |
|
|
|
||||
|
|
|
V2 |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
y21 |
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|||
X12 |
|
|
|
X12 |
|
|
|
y3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
y0 |
D |
|
|
|
V3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 |
|
«0» |
|
V4 |
|
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
y3 |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|


Разряд Р1 Разряд Р2
Рис. 3.15. Условное графическое обозначение демультиплексора на основе двух ИМС К155ИД4
3.8.Преобразователи кодов
Вбольшинстве случаев задача перекодирования информации решается с помощью специальных КУ-преобразователей кодов. Синтез заданного преобразователя сводится к минимизации и реализации в выбранном базисе стольких функций, сколько разрядов содержится в выходном коде. Аргументами этих функций являются разряды входного кода. При наличии избыточных наборов их используют для доопределения и упрощения логической схемы.
Синтез преобразователя кодов рассмотрим на примере преобразования двоич- но-десятичного кода в специальный семиразрядный код, необходимый для управления работой семиэлементного цифрового индикатора, схема включения которого показана на рис. 3.16, а, а индикация цифр показана на рис. 3.16, б. Подсветка каждого из его элементов, образующих цифры от 0 до 9, производится подачей единичного сигнала на вход, соответствующий этому элементу. Сигналы поступают на цифровой индикатор с выхода преобразователя кодов (ПК). На входы преобразователя подаются логические сигналы четырехразрядных двоично-десятичных кодов. Задача заключается в синтезе такой логической схемы ПК, которая сформирует на индикаторе изображения цифр, соответствующих входным двоично-десятичным кодам.
68
Х1
Х2
Х3
Х4
|
|
|
F |
|
|
|
F2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ПК |
|
F21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
|
|
F7 |
|
|
F3 |
|
|
||
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
F3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F4 |
F6 |
|
|
|
|
|
F4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
F65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
Рис. 3.16. Структурная схема преобразователя кодов (а) и индикация цифр на семисегментном индикаторе (б)
Выходные логические переменные F1, ..., F7 являются функциями входных переменных Х1, ..., Х4. Таблица истинности этих логических функций представлена в таблице 3.7.
Единичные значения выходных переменных соответствуют элементам, подсвечиваемым при изображении цифры. Например, десятичная цифра 0 задается двоичнодесятичным кодом 0000. При этом подсвечиваются все элементы, за исключением F7. Цифра 7 задаемся кодом 0111, а подсвечиваются элементы F2, F3 и F4. Логические функции в таблице 3.7 определены не полностью: последние шесть кодовых комбинаций не соответствуют никаким десятичным цифрам и являются запретными.
Следуя изложенной выше методике, изобразим на рис. 3.17 карту Карно для логической функции F1 .
|
|
|
|
|
|
|
|
Х3Х4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
01 |
11 |
10 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
0 |
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1Х2 |
01 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 X1 X 2 X4 X 2 X3 X3 X4
Рис. 3.17. Структура карты Карно для функции F1
69
Таблица 3.7
Цифра |
х1 |
х2 |
х3 |
х4 |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
F6 |
F7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
1 |
0 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
- |
1 |
0 |
1 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
- |
1 |
1 |
0 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
- |
1 |
1 |
0 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
- |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
- |
1 |
1 |
1 |
1 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ячейки, в которых функция не определена, отметим знаком * и доопределим их единицами. Покрытие содержит четыре прямоугольника. Следовательно, минимизированная ДНФ этой функции должна содержать четыре элементарных произведения, что и показано на этом же рисунке.
F1 X1 X 2 X4 X 2 X3 X3 X4 .
Аналогично, доопределив единицами все неопределенные значения функций F2 и F3, получим для них наилучшие покрытия и минимальные дизъюнктивные формы, показанные на рис. 3.18, а, б.
F2 X1 Х3 X2 X4 X2 X4 ; F3 X1 X2 X3X4 X3X4 .
При минимизации функции F4, представленной на рис. 3.19, ячейку с координатами 1010 доопределим нулем. Формула минимизированной функции при этом существенно упростится.
F4 Х3 X4 X2 .
70
| 00539 |
| 02.03 |
| 0501 Конунников ЛР1-1 |
| 10Лекция 10 |
| 1136 |
| 1304 |
| 131 |
| 1362 |
| 15.02.16 1 пара |
| 1741 |