Понятие о логическом элементе (стр. 6 )

Запрещающий сигнал на этом входе блокирует действие всего устройства.

Наличие разрешающего входа расширяет функциональные возможности мультиплексора, позволяя синхронизировать его работу с работой других узлов.

Этот вход используется также для наращивания разрядности мультиплексора.

На рисунке показаны схема и условное обозначение мультиплексора К555КП7.

Схема а) и условное обозначение б) мультиплексора К555КП7.

Структура этой микросхемы описывается следующими уравнением:

По функциональным возможностям мультиплексоры являются очень гибкими устройствами и помимо прямого назначения могут выполнять и другие функции.

Из (3.1) при Е=0 следует, что это СДНФ функции У1 переменных А2, А1 и А0, если х i как конкретное значение у i на соотвествующем наборе перемене А2, А1 и А0.

В таблице 3.1 приведены функции: У1=f1 (А, В, С) и У2=f2(А, В, С, D).

	A	B	C	Y1
A	B	C	D		Y2
0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	0
0	0	1	1	1	1
0	1	0	0	0	1
0	1	0	1	1	1
0	1	1	0	1	1
0	1	1	1	1	0
1	0	0	0		0
1	0	0	1		1
1	0	1	0		1
1	0	1	1		0
1	1	0	0		0
1	1	0	1		0
1	1	1	0		1
1	1	1	1		0

На рис. 3.9,а показана реализация на мультиплексоре функции У1. В этом случае х i равно “0” и “1” для соответствующего набора в табл. 3.1.

На рис. 3.9,б показана реализация функции У2, где х i равно 0, 1, D или не D.

Рис.3.9. Схемы реализации произвольных логических функций на мультиплексорах.

У мультиплексоров, выпускаемых в виде ИС, число информационных входов не превышает шестнадцати. Большее число входов обеспечивается путем наращивания. На рис. 3.10, а показано условное обозначение мультиплексора К155КП1 на 16 входов. На рис. 3.10, б показана схема мультиплексора на 32 входа, построенная на двух микросхемах К155КП1.

Рис.3.10. а) Мультиплексор К155КП1 б)32-входовой мультиплексор

Демультиплексоры.

Демультиплексор – это функциональный узел, осуществляющий коммутацию информации с одного входа на один из нескольких выходов. Демультиплексоры в виде самостоятельных ИС не изготавливаются, т. к. их функции могут выполняться дешифратором, имеющим хотя бы один вход разрешения, который используется как информационный вход.

Если информационные входы и выходы обоих коммутаторов представляют линии, то такие коммутаторы называют линейными. Если же входы и выходы – шины, то получим шинные мультиплексоры и демультиплексоры.

29.Двоичные счетчики и регистры

Счетчиком называют цифровое устройство, обеспечивающее подсчет числа электрических импульсов. Коэффициент пересчета счетчика равен минимальному числу импульсов, поступивших на вход счетчика, после которых состояния на выходе счетчика начинают повторяться. Счетчик называют суммирующим, если после каждого очередного импульса цифровой код на выходе счетчика увеличивается на единицу. В вычитающем счетчике после каждого импульса на входе счетчика цифровой код на выходе уменьшается на единицу. Счетчики, в которых возможно переключение с режима суммирования на режим вычитания, называются реверсивными.

Суммирующий счетчик работает по принципу суммирования сигналов, поступающих на его вход. В начальный момент времени все триггеры устанавливаются сигналом Уст 0 в состояние “0”. После прихода первого счетного импульса триггер Тг1 перейдет в состояние “1” и в счетчике зафиксируется код 001.Второй импульс, пришедший на вход, переведет Тг1 снова в состояние “0”. При этом возникает импульс переноса, который устанавливает следующий триггер Тг2 в состояние “1” и в счетчике зафиксируется код 010. После третьего входного сигнала Тг1 вновь прейдет в состояние “1”, а остальные триггеры останутся в прежнем состоянии. Так будет продолжаться до тех пор, пока счетчик не просуммирует максимальное для трех разрядов число 710=1112. Восьмой импульс переведет Тг1 в состояние “0”, возникший перенос поступит на Тг2 и также переведет его в состояние “0”. В свою очередь, импульс переноса со второго разряда переведет в состояние “0” и Тг3. В результате этого счетчик установится в исходное нулевое состояние (000)

Регистр  — последовательное или параллельное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.

Слева – D10 – D17 – это входы

Справа – D0 – D07 – это выходы

S – синхронизация

Е0 – туда надо ноль подавать

Регистры относятся к последовательностным схемам, то есть к схемам с памятью. 

Функции регистров:

1) Хранение информации.
2) Прием информации.
3) Выдача информации.
4) Сдвиг информации.
5) Преобразование кодов.
6) Установление в ноль или в единицу нужного числа.
7) Поразрядные логические операции: дизъюнкция, конъюнкция, Сложение по модулю 2.

Общая классификация регистров:
1. Регистры с параллельным приемом и выдачей информации:

Слово равно m разрядов.

 

2. Регистр с параллельным приемом и последовательной выдачей информации:

Сдвиг на 1 разряд n+1 тактов на последовательную выдачу.

3. Регистр с последовательным приемом и параллельной выдачей информации:

За m тактов принимается m-разрядное слово:

4. Регистр с последовательным приемом и последовательной выдачью информации:

5. Универсальный регистр:

 

M1	M2	Вид приема инф.	Вид выдачи инф.
0	0	Параллельный	Параллельный
0	1	Параллельный	Последовательный
1	0	Последовательный	Параллельный
1	1	Последовательный	Последовательный

 Регистр с параллельным приемом и выдачей информации называется регистром хранения (Первый тип регистров).

Регистр с последовательным приемом или выдачей информации называется регистром сдвига (второй, третий и четвертый типы регистров).

Разновидности регистров.
Назначение регистров –хранение и пре­образование много разрядных двоичных чисел. Регистры наряду со счетчиками и запоминаю­щими устройствами являются наиболее распро­стра­ненными последовательностными устрой­ствами цифровой тех­ники. Регистры обладают боль­шими функциональными воз­можностями. Они исполь­зуются в качестве управляющих и запоминающих уст­ройств, генераторов и преобразователей ко­дов, счетчи­ков, делителей частоты, узлов временной задержки. Элементами структуры регистров являются син­хронные триггеры Д-типа, либо RS(JK)-типа с динами­ческим или стати­ческим управлением. Единичный триггер–простейший регистр (RG) используют в RG цепочке триггеров. Понятие "весовой коэффициент" к раз­рядам регистра неприменимо в отличие от счетчика, поэтому на условных изображениях нумерация входов и выходов идет подряд (Д1, Д2,Д3 и т. д., а не Д1, Д2, Д4, Д8). RG в зависимости от функциональных свойств делятся на накопительные и сдвигающие. По способу ввода, вывода информации – параллельные, по­следовательные и комбинированные. По направлению передачи (сдвига) информации – однона­правленные и реверсные. Регистры памяти – простейший вид регистров – хранят дво­ичную информацию. Это набор синхронных триггеров, каждый из которых хранит один разряд двоичного числа. Ввод (запись) и вывод (считыва­ние) производится одновременно во всех разрядах. С приходом очередного тактового импульса происходит обновление ин­формации.
Считывание информации в прямом или обратном (с `Q) коде.
В качестве подобных регистров может быть использо­ваны без дополнений элементов многих синхронных триггеров: К155ТМ8, ТМ5, ТМ7, 564ТМ3, 555ТМ8 и др. Наращивание разрядности регистра достигается добавлением нужного числа триггеров, тактовые выходы которых присоединяют к шине синхронизации. К1555ИР15 – регистр с тремя состояниями Д1-Д4 – информационные входы, С – синхронизированный вход, Q1-Q4 – прямые выходы, Е1, Е2 – разрешающие: запись при Е1=Е2=0(если на одном из Е "1" то это режим хранения инфор­мации), ЕZ1.EZ2 – перевод в 3-е состояние, R – установка в "0" ("1"), с приходом "1" на R вес триггера устанавливается в "0", при вводе информации на Е1, У2 и R должен быть "0". Если на EZ (любом) "1" – выходы отключаются.