Функциональные логические узлы

Функциональные логические узлы состоят из простых логических элементов типа И-НЕ или ИЛИ-НЕ и выполняют более сложные логические операции.

Операция изменения кода числа называется его перекодированием. Интегральные микросхемы, выполняющие эти операции, называются преобразователями кодов. Преобразователи кодов бывают простые и сложные. К простым относятся преобразователи, которые выполняют стандартные операции изменения кода числа, например, преобразование двоичного кода в одинарный или наоборот. Сложные преобразователи выполняют нестандартные преобразования кодов, и их схемы приходится разрабатывать каждый раз с помощью алгебры логики.

Шифраторы. Это кодовый преобразователь, имеющий п входов и к выходов, при подаче сигнала на один из входов на выходах появится двоичный код возбужденного входа. По сути это комбинационная логическая схема, преобразующая числа, символы и команды в комбинацию логических нулей и единиц. В большинстве современных ЭВМ каждому символу, числу или команде соответствует комбинация из восьми нулей и единиц, называемая байтом. Такой способ кодирования позволяет закодировать 265 различных символов.

Принцип работы шифратора и его условное схематическое обозначение проиллюстрированы на рис. 5.30.

Структура шифратора позволяет получить трехразрядный параллельный код, то есть закодировать 8 символов. Логика работы схемы поясняется таблицей.

сигнал	X0	X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7
Y1
Y2
Y3

В зависимости от того, на какой вход подан сигнал, на выходе получается вполне определенная комбинация нулей и единиц.

Дешифраторы выполняют операцию, противоположную той, которую делают шифраторы, то есть преобразуют двоичный код в сигнал на одном из выходов. Структурная схема трехвходового дешифратора и его условное изображение на схемах показаны на рис. 5.31.

Рассмотрим принцип его действия. Пусть на входы поступает кодовая комбинация 101, соответствующая десятичному числу 5. Эти сигналы поступают на восемь трехвходовых элементов И, на которые также поступают инвертированные сигналы. Схема построена так, что при любой комбинации нулей и единиц на входе дешифратора только на один из элементов И поступают три логические единицы, а на входах остальных будет хотя бы один логический ноль. Поэтому только на пятом выходе будет логическая единица, а на всех осталь

ных будут логические нули.

Мультиплексоры. Мультиплексором называют функциональный узел, который обеспечивает передачу цифровой информации, поступающей по нескольким входным линиям связи на одну выходную линию. Выбор входной линии, информация с которой поступает на выход, осуществляется при помощи сигналов, поступающих на адресные входы. Обобщенная схема мультиплексора приведена на рис. 5.32.

Мультиплексор в общем случае можно представить в виде коммутатора, управляемого входной логической схемой. Входные логические сигналы Х_i поступают на входы коммутатора и через коммутатор подаются на выход Y. Управление коммутатором осуществляется входной логической схемой. На вход логической схемы подаются адресные сигналы А_к. Мультиплексоры могут иметь дополнительный управляющий вход Е, который может выполнять стробирование выхода Y. Кроме этого некоторые мультиплексоры могут иметь выход с тремя состояниями: два состояния 0 и 1 и третье состояние - отключенный выход. Перевод мультиплексора в третье состояние производится сигналом ОЕ (Output Enable).

Большинство мультиплексоров способно передавать сигналы только в одном направлении – от входа на выход. Однако имеются мультиплексоры, которые могут передавать информационные сигналы в обоих направлениях. Двунаправленные мультиплексоры способны передавать не только цифровые, но и аналоговые сигналы.

Демультиплексоры. Демультиплексором называют функциональный узел, который обеспечивает передачу цифровой информации, поступающей по входной линии, на несколько выходных линий. Выбор выходной линии осуществляется при помощи сигналов, поступающих на адресные входы. Таким образом, демультиплексор выполняет операцию, противоположную действию мультиплексора.

Обобщенная схема демультиплексора, приведенная на рис. 5.33. сходна со схемой мультиплексора.

Входной сигнал Х поступает на вход коммутатора и через него подается на выводы Y ₀…. Y_n. Адресные сигналы А ₀….. А_к имеют то же назначение, что и у мультиплексора. Сигнал стробирования Е разрешает передачу входного сигнала через коммутатор.

Дата добавления: 2014-01-06