22. Преобразователи кодов

Преобразователи кодов используются для шифрации и дешифрации цифровой информации и преобразуют -элементный код в -элементный. Соотношения между числами и могут быть любыми: , , .

Рассмотрим пример преобразования кода 8421 в код 2421. В таблице 2.8 приведено соответствие комбинаций обоих кодов.

Таблица 2.8

Код 8421				Код 2421
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	0	0	1
0	0	1	0	0	0	1	0
0	0	1	1	0	0	1	1
0	1	0	0	0	1	0	0
0	1	0	1	1	0	1	1
0	1	1	0	1	1	0	0
0	1	1	1	1	1	0	1
1	0	0	0	1	1	1	0
1	0	0	1	1	1	1	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	*	*	*	*

---

Каждая из переменных , , , может рассматриваться функцией аргументов , , , и, следовательно, представлена через эти аргументы соответствующим логическим выражением. Для получения указанных логических выражений представим переменные , , , таблицами истинности в форме карт Карно (рис. 2.12).

Получим минимальную форму логических выражений, представленных через операции И, ИЛИ, НЕ и через операцию И­–НЕ:

; ;

; . (2.36)

; ;

; . (2.37)


Рис. 2.12. Карты Карно для преобразователя кода 8421 в код 2421

На рис. 2.13 приведена логическая структура преобразователя кодов, построенная на элементах И–НЕ.

Рис. 2.13. Логическая схема преобразователя кода 8421 в код 2421

24. Мультиплексоры

Устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу, называется мультиплексором. Мультиплексор имеет несколько информационных входов ( , , …), адресные входы ( , , …), вход для подачи стробирующего сигнала и один выход . На рис. 2.19,а показано символическое изображение мультиплексора с четырьмя информационными входами.

Рис. 2.19. Мультиплексоры

Каждому информационному входу мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. При подаче стробирующего сигнала на вход мультиплексор выбирает один из информационных входов, адрес которого задается двоичным кодом на адресных входах, и подключает его к выходу. Число информационных и адресных входов связаны соотношением .

Функционирование мультиплексора определяется таблицей 2.12.

Таблица 2.12

Адресные входы			Стробирующий сигнал		Выход
		0		0
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	1

При отсутствии стробирующего сигнала ( ) связь между информационными входами и выходом отсутствует ( ). При подаче стробирующего сигнала ( ) на выход передается логический уровень того из информационных входов , номер которого в двоичной форме задан на адресных входах. По таблице истинности можно записать следующее логическое выражение для выхода :

---

. (2.50)

Построенная по этому выражению принципиальная схема мультиплексора приведена на рис. 2.19,б.

В тех случаях, когда требуется передавать на выходы многоразрядные входные данные в параллельной форме, используется параллельное включение мультиплексоров по числу разрядов передаваемых данных.

25. Мультиплексорное дерево

Мультиплексорное дерево. Максимальное число информационных входов мультиплексоров, выполненных в виде интегральных схем, равно 16. Если требуется построить мультиплексорное устройство с большим числом входов, можно объединить мультиплексоры в схему так называемого мультиплексорного дерева. Такое мультиплексорное дерево, построенное на четырехвходовых мультиплексорах, показано на рис. 2.20.

Рис. 2.20. Мультиплексорное дерево

Схема состоит из четырех мультиплексоров первого уровня с адресными переменными , и мультиплексора второго уровня с адресными переменными , . Мультиплексорное устройство имеет 16 входов, разбитых на четверки, которые подключены к отдельным мультиплексорам первого уровня. Мультиплексор второго уровня, подключая к общему выходу устройства выходы отдельных мультиплексоров первого уровня, переключает четверки входов. Внутри четверки требуемый вход выбирается мультиплексором первого уровня. По такой схеме, используя восьмивходовые мультиплексоры, можно построить мультиплексорное устройство, имеющее 64 входа.

На первом и втором уровнях мультиплексорного дерева можно использовать мультиплексоры с разным числом входов. Если на первом уровне такого дерева используются мультиплексоры с числом адресных переменных , на втором с числом переменных , то общее число входов мультиплексорного дерева , а число мультиплексоров в схеме составит .

26. Построение логических функций на мультифлексорах

Мультиплексоры как универсальные логические элементы. Мультиплексоры можно использовать в качестве универсального логического элемента,

---

реализующего любую логическую функцию, содержащую до переменной, где – число адресных входов мультиплексора. Применение этого свойства особенно оправдано, когда число переменных достаточно велико, 4–5 и более. Один мультиплексор в этом случае может заменить несколько корпусов с логическими элементами вида И, ИЛИ, НЕ и др. Синтез таких схем довольно прост и осуществляется на основе словесно описания функции или по таблицам истинности.

Использование мультиплексора в качестве универсального логического элемента основано на общем свойстве логических функций независимо от числа аргументов всегда равняться логической единице или нулю.

Если на адресные входы мультиплексора подавать входные переменные, зная, какой выходной уровень должен отвечать каждому сочетанию этих сигналов, то, предварительно установив на информационных входах потенциалы нуля и единицы согласно программе, получим устройство, реализующее требуемую функцию. На простом примере функции «исключающее ИЛИ» покажем, как с помощью мультиплексора 4:1, можно реализовать любую двоичную функцию двух переменных. Как следует из таблицы истинности для функции «исключающее ИЛИ», сочетаниям и отвечает значение логического 0, а двум другим и – логической 1. Для выполнения этих условий достаточно подключить к адресным входам мультиплексора и шины сигналов и соответственно, на информационные входы и подать потенциал логического 0, а на и – логической 1. Разрешающий (стробирующий) вход при этом должен быть в состоянии логического 0. Если число аргументов равно , то мультиплексор следует включать несколько иначе. Допустим, что на основе того же мультиплексора требуется составить схему, реализующую функцию трех переменных, заданную таблицей истинности 2.13.

Таблица 2.13

				Примечание
0	0	0	1
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	0

---

Расчленим мысленно таблицу истинности на группы по две строки в каждой; в каждой группе и неизменны, имеет два состояния, а выходной сигнал может иметь одно из четырех значений: , , , . Если переменные сигналы и подключить к адресным входам мультиплексора и , а на информационные входы – подать согласно таблице истинности постоянные потенциалы , и переменные сигналы , то схема на рис. 2.21 будет удовлетворять заданным условиям.

Рис. 2.21. Схемная реализация функции, заданная таблицей 2.13

Описанный метод проектирования годится также для составления схем и с большим числом переменных.

27. Демультиплексоры

Демультиплексоры в функциональном отношении противоположны мультиплексорам. Здесь сигналы с одного информационного входа распределяются в желаемой последовательности по нескольким выходам. Выбор нужной выходной шины, как и в мультиплексоре, обеспечивается кодом на адресных входах. При адресных входах демультиплексор может иметь в зависимости от конструкции до выходов.

Если и – адресные разряды, – информационный вход, – разрешающий (стробирующий) вход, , , , – выходы, то таблица, описывающая функционирование демультиплексора 1:4, будет иметь вид (выходы инверсные)

Таблица 2.14

Адресные входы		Стробирующий сигнал	Выходы
		1	0	0	0	0
0	0	0		1	1	1
0	1	0	1		1	1
1	0	0	1	1		1
1	1	0	1	1	1

---

Смотрите также файлы

• 1. 2 Комплектация комплекса.docx

• Строение волоса, фазы роста. Медула.docx

• ыса мерзімді жоспар Сабаты таырыбы Магнит рісі.docx

• АТбе облысыны білім басармасы мм 2 психологиялыпедагогикалы Тзеу кабинеті кмм.docx

• Основы выставочного дела.doc