ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Интегральные микросхемы преобразователей кодов, шифраторов и дешифраторов
На базе микросхем, приведенных в табл. 15.3, возможно проектирование преобразователей кодов, шифраторов и дешифраторов различной степени сложности. Кроме приведенных специализированных микросхем иногда используют программируемые запоминающие устройства, которые применяют для вывода различных символов на экран монитора при управлении от двоичного кода. К таким элементам относятся микросхемы ПЗУ типа К155РЕ21...К155РЕ24, которые используются в качестве преобразователей двоичного кода в код русского, латинского алфавита, код арифметических и дополнительных символов.
Лекция 16. Мультиплексоры и демультиплексоры
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. 16.1. Мультиплексор MUX (Multiplexer) в общем случае можно представить в виде коммутатора, управляемого входной логической схемой. Входные логические сигналы поступают на входы коммутатора и через коммутатор передаются на выход Y. Управление коммутатором осуществляется входной логической схемой. На вход логической схемы подаются адресные сигналы Ak (Adress). Мультиплексоры могут иметь дополнительный управляющий вход Е (Enable), 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 (выходное сопротивление равно бесконечности). Перевод мультиплексора в третье состояние производится сигналом ОЕ (Output Enable). Большинство мультиплексоров способно передавать сигналы информации Xt только в одном направлении — от входа на выход. Однако имеются мультиплексоры, которые могут передавать информационные сигналы в обоих направлениях. Такие мультиплексоры называются двунаправленными. Двунаправленные мультиплексоры способны передавать не только цифровые, но и аналоговые сигналы. В литературе такие мультиплексоры часто называют селекторами-мультиплексорами (Data Selector-Multiplexer). Мультиплексоры со стробирующим входом Е выполняют функции передачи сигнялов только при поступлении сигнала строба Е. Мультиплексоры, имеющие три состояния выхода, можно каскадировать. Для обозначения коммутационных возможностей мультиплексора можно пользоваться условно записью , где п — число входов. Так, например, мультиплексор с функцией является одиночным ключом, а мультиплексор имеет четыре входа и один выход. В зависимости от соотношения числа информационных входов п и числа адресных входов т мультиплексоры делятся на полные и неполные. Если выполняется условие , то мультиплексор будет полным. Если это условие не выполняется, т.е. п < 2т, то мультиплексор будет неполным. Наибольшее распространение получили мультиплексоры с п =2и m =1, с n =4 и m = 2, с n =8 и т=3 и с n =16 и m = 4. Для неполных мультиплексоров число входных линий может быть любым, но, разумеется, не больше 2т. В качестве примера рассмотрим функционирование мультиплексора , состояние входов и выходов которого приведено в табл. 16.1. Используя таблицу состояний этого мультиплексора, получим выражение для его выходной функции
В общем виде выходная функция мультиплексора может быть представлена как
где называется минитерм ( = 0 или 1) и равно логическому произведению сигналов на адресных линиях, соответствующих сигналу . Для расширения числа входных линий можно использовать каскадирование мультиплексоров. На рис. 16.2 показано пирамидальное каскадирование мультиплексоров. На этом рисунке приведен двухкаскадный мультиплексор типа с управлением по четырем адресным линиям А0... . Первая группа мультиплексоров MUXQ...MUX3 управляется младшими разрядами адресных сигналов А0 и .
Выходной мультиплексор MUX4 управляется старшими разрядами адресных сигналов А2 и А3. Такое каскадирование мультиплексоров почти вдвое увеличивает задержку выходных сигналов.
Реализация четырехвходового мультиплексора может выполняться по уравнению (16.1) или в общем случае - по уравнению (16.2). Так, например, для двухвходового мультиплексора можно записать уравнение, которое реализуется на двувходовых элементах И и ИЛИ, как показано на рис. 16.3. я. Аналогично реализуется че-тырехвходовой мультиплексор, однако для него потребуются четыре трехвходовых элемента И и один четырехвходовой элемент ИЛИ. Схема такого мультиплексора, построенного по уравнению (16.1), приведена на рис. 16.36. Для получения прямых и инверсных адресных сигналов используются два дополнительных инвертора. Поскольку для построения мультиплексоров с большим числом входов требуются элементы И и ИЛИ с числом входов больше четырех, то их проще выполнять путем каскадирования. Интегральные микросхемы мультиплексоров можно разделить на группы по следующим признакам: · по числу входов: 2-, 4-, 8- и 16-входовые; · по числу мультиплексоров в · по наличию стробирующего · по наличию выхода с тремя состояниями (наличию входа ОЕ); · по способности передавать сигналы в двух направлениях. Применение мультиплексоров с тремя состояниями выходов позволяет легко увеличить число коммутируемых каналов. На рис. 16.4 показана схема мультиплексора , выполненная на мультиплексорах (8-Ч) и дешифраторе 1x2. Выходы Y мультиплексоров DD1 и DD2 соединены вместе для организации функции «монтажное ИЛИ». При значении адресного сигнала A4=Q включается микросхема DD1, а при значении A4=1 - микросхема DD2. При включении микросхемы DD1 на общий выход поступает один из информационных сигналов ... , подключенных к входам DD1. При включении микросхемы DD2 на общий выход поступают сигналы x8...x15. В качестве элементов DD1 и DD2 в этой схеме можно использовать интегральные микросхемы КР531КП15 (или более медленные ИМС К555КП15). Другой способ каскадирования ИМС мультиплексоров основан на использовании пирамидальной схемы, приведенной на рис. 16.2. Если взять восемь мультиплексоров , не имеющих третьего состояния выхода (например, К555КП7), на их адресные входы A0...A2, подать одни и те же адресные сигналы, производящие выбор одного из восьми каналов в каждом мультиплексоре, то общее число входов будет равно 64 (рис. 16.5). Последний мультиплексор DD9 управляется адресными сигналами А3, А4, А5 и определяет, какой из восьми мультиплексоров DD1...DD8 будет подключен к выходу Y. Вход стробирования Е можно использовать только у последнего мультиплексора DD9. Таким образом, на рис. 16.5 показана схема (пробируемого мультиплексора с форматом . Помимо основного назначения коммутации входных сигналов мультиплексоры находят применение в сдвигающих устройствах, делителях частоты, триггер-ных устройствах и др. Демультиплексоры. Демультиплексором (DMX) называют функциональный узел, который обеспечивает передачу цифровой информации, поступающей по одной линии, на несколько выходных линий. Выбор выходной линии осуществляется при помощи сигналов, поступающих на адресные входы. Таким образом, демультиплексор выполняет преобразование, обратное действию мультиплексора. Обобщенная схема демультиплексора, приведенная на рис. 16.6, сходна со схемой мультиплексора. Входной сигнал x поступает на вход коммутатора и через него передается на выходы У0... Уn. Адресные сигналы A0...Ak имеют то же
Таблица 16.2 Интегральные микросхемы мультиплексоров
назначение, что и у мультиплексора. Сигнал стробирования Е разрешает передачу входного сигнала через коммутатор. Для обозначения коммутационных возможностей демультиплексоров можно пользоваться записью, аналогичной мультиплексорам , где п - число выходов демультиплексора. Так, например, демультиплексор имеет два выхода, а демультиплексор - четыре выхода. Демультиплексоры, как и мультиплексоры, могут быть полными и неполными. Деление мультиплексоров на эти две категории производится так же, как и у мультиплексоров, с той лишь разницей, что под я понимается число выходов, а не входов, как в мультиплексоре. В качестве примера рассмотрим функционирование демультиплексора , состояния входа и выходов которого приведены в табл. 16.3. Используя данные этой таблицы, получим выражение для выходных сигналов демультиплексора:
Структура демультиплексора на элементах И, реализующая уравнения , приведена на-рис. 16.7 б. Схема демультиплексора , также выполненная на элементах И, приведена на рис. 16.7 а. Инверторы в этих схемах обеспечивают формирование необходимых сигналов управления. В каждой схеме И два входа задействованы для адресных сигналов и а на третий вход подается входной сигнал X, Как следует из уравнений (16.3), реализация демультиплексора возможна также на элементах ИЛИ. Схема демультиплексора с четырьмя выходами на элементах ИЛИ, построенная по уравнениям (16.3), приведена на рис. 16.8. Интегральные микросхемы демультиплексоров, так же, как и схемы мультиплексоров, можно разделить на группы по следующим признакам: • по числу выходов; • по числу демультиплексоров в одном корпусе; • по наличию стробирующего импульса Е, • по способности передавать сигналы в двух направлениях. Поскольку функции демультиплексоров сходны с функциями дешифраторов, их условное обозначение сделано одинаковым, а именно ИД. Поэтому такие микросхемы часто называют дешифраторами-демультиплексорами. Так, например, дешифратор К155ИДЗ можно использовать в качестве демультиплексора с форматом . При этом входы разрешения дешифрации используются в качестве основного входа демультиплексора X, а адресные входы и выходы используются по прямому назначению. В табл. 16.4 приведены некоторые схемы демультиплексоров и дешифраторов, которые можно использовать качестве демультиплексоров. Мультиплексоры-демультиплексоры. Среди схем коммутации можно особо выделить схемы, которые способны пропускать сигналы в обоих направлениях. К таким элементам относится коммутационные микросхемы, выполненные по технологии КМОП. Коммутаторы КМОП способны пропускать как аналоговые, так и цифровые сигналы, в них можно менять местами вход и выход. Такие элементы выпускаются в следующих сериях интегральных микросхем: К176, К561, К564, КР1561, 1564, 590 и 591. Для обозначения коммутационных возможностей мультиплексоров-
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|