ИССЛЕДОВАНИЕ ТИПОВЫХ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ

Цель работы

Изучить принцип действия и режимы работы типовых комбинационных устройств на основе экспериментальных таблиц состояний.

Общие положения

Комбинационными (КС) называют логические схемы, выходные сигналы которых определяются текущими значениями входных сигналов. К типовым КС относятся: мультиплексоры, дешифраторы, арифметико-логические устройства и ряд других.

2.1. Мультиплексор

Это устройство предназначено для передачи двоичных сигналов с нескольких входов на один выход, то есть оно выполняет функции бесконтактного переключателя с логическим управлением.

Пример обозначения мультиплексора вида 4:1 приведен на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Обозначение мультиплексора Рис. 2.2. Обозначение демультиплексора

Он имеет четыре информационных входа D0, Dl, D2, D3; адресные входы А и В, вход разрешения V и один выход F. В некоторых мультиплексорах на ИС возможен также инверсный выход . На выход F передается сигнал с того входа , номер которого соответствует двоичному коду на адресных входах. В общем случае количество информационных m и адресных входов n связаны зависимостью .

Для изображенного на рис. 2.1 мультиплексора логическая функция выхода имеет вид: , а таблица состояний показана в табл. 2.1. Таблица 2.1

Последняя строка таблицы показывает, что при

V = 0 независимо от сигналов В и А выходной сигнал F = 0.

Мультиплексор может применяться как универсальный ЛЭ, если на адресные входы подавать сочетания входных переменных, а на информационных входах установить сигналы, соответствующие выходной переменной, полученной для

этих сочетаний из таблицы истинности или логической функции.

2.2. Демультиплексор

По выполняемым функциям это устройство противоположно мультиплексору. В нем сигнал с одного информационного входа V передается в необходимой последовательности на несколько выходов F0, Fl... , номера которых задаются на адресных входах А, В двоичным кодом

(рис. 2.2). Работа демультиплексора описывается логическими функциями: ; ; ; .

2.3. Дешифратор (декодер)

Это устройство преобразует двоичный код входного сигнала в активный уровень одного из выходов, при этом остальные выходы неактивны. Указанное преобразование возможно лишь при наличии разрешающего сигнала на входе V. Обозначается дешифратор символом DC. Дешифратор чаще всего используется как преобразователь кодов, например, двоичного в десятичный или другой специальный код.

2.4. Сумматор

Предназначен для суммирования чисел в двоичном коде. При сложении многоразрядных чисел требуется, начиная со второго разряда, сложение трех чисел: двух слагаемых разрядов А1, В1 и результата переноса предыдущего разряда . Для этого используются полные сумматоры (рис. 2.3), имеющие дополнительный вход переноса , необходимый для наращивания разрядности сумматора, выходы суммы S и переноса Р.

Рис. 2.3. Обозначение полного сумматора

Если полный сумматор применяется в младших разрядах, то на его вход должен быть подан сигнал .