7.4.2 Демультиплексор
Демультиплексором називається комбінаційний логічний пристрій, призначений для керування передачею даних від одного джерела інформації до декількох вихідних каналів. Відповідно до визначення, демультиплексор в загальному випадку має один інформаційний вхід, n адресних входів і 2n виходів. Таблиця дійсності, що описує роботу демультиплексора з двома адресними входами і входом дозволу роботи Е, має вид (табл. 7.4.2):
Табл.7.4.2. Таблиця дійсності для демультиплексора з двома адресними входами
E |
A1 |
A0 |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
1 |
x |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
D |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
D |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
D |
Даній таблиці відповідає наступна функція алгебри логіки:
(2)
На рис. 7.4.2,а наведена логічна схема демультиплексора, що задовольняє функції алгебри логіки (2), а на рис. 7.4.2,б показано його умовне графічне зображення.
а) б)
Рис. 7.4.2. Логічна схема демультиплексора (а) і його умовне графічне позначення (б)
7.4.3 Шифратор
Шифратором, або кодером називається комбінаційний логічний пристрій для перетворення чисел з десяткової системи відліку до двійкової. Входам шифратора послідовно присвоюються значення десяткових чисел, тому подача активного логічного сигналу на один з входів сприймається шифратором як подача відповідного десяткового числа. Цей сигнал перетворюється на виході шифратора в двійковий код. Відповідно до сказаного, якщо шифратор має n виходів, то число його входів повинно бути не більше за 2n. Шифратор, що має 2n входів і n виходів, називається повним. Якщо число входів шифратора менше за 2n, то він називається неповним.
Розглянемо роботу шифратору на прикладі перетворювача десяткових чисел від 0 до 9 в двійково-десятковий код. Таблиця дійсності, що відповідає даному випадку має вигляд (табл. 7.4.3).
Так як число входів даного пристрою менше за 2n = 16, то ми маємо неповний шифратор. Використовуючи таблицю для Q3, Q2, Q1, Q0, стає можливо записати наступні вирази:
Q3 = x8 + x9;
Q2 = x4 +x5 + x6 +x7;
Q1 = x2 + x3 +x6 + x7; (3)
Q0 = x1 + x3 +x5 +x7 +x9.
Табл. 7.4.3. Таблиця дійсності для перетворювача десяткових чисел від 0 до 9 в двійко-десятковий код
x9 |
x8 |
x7 |
х6 |
x5 |
x4 |
x3 |
x2 |
x1 |
x0 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Отримана система (3) характеризує роботу шифратора. Логічна схема пристрою, що відповідає системі (3) показана на рис. 7.4.3.
Неважко помітити, що в шифраторі даного типу сигнал, що подається на вхід x0 не використовується. Тому відсутність сигналу на будь-якому з входів x0, x1 трактується схемою як наявність нульового сигналу.
Рис. 7.4.3. Логічна схема шифратору десяткових чисел
Основний напрямок використання шифратора в цифрових системах – введення початкової інформації з клавіатури.
При натисканні будь-якої клавіші на відповідний вхід шифратора подається сигнал “логічна одиниця”, який і перетворюється потім в двійково-десятковий код. Варіант пристрою введення інформації показано на рис. 7.4.4.
Рис. 7.4.4. Пристрій введення інформації з клавіатури
В інтегрованому середовищі MAX+PLUS II за допомогою мови AHDL шифратор може бути описаний двома методами:
емульованою, за допомогою оператора CASE, таблицею дійсності;
на поведінковому рівні.
Описання пристрою, емульованою за допомогою оператора CASE, таблицею дійсності найбільш просте, адже вимагає знання проектувальником лише таблиці дійсності шифратору. Об’єм отриманої програми, порівняно з об’ємом програми описання на поведінковому рівні, має значно менший розмір, але архітектура (логічна схема) самого пристрою залишається проектувальнику невідомою.
Фахівець обирає метод описання виходячи з технічного завдання, заданого об’єму програми, кількості елементарних вентилів на мікросхемі та власного досвіду.
Приклади описання шифратора 10 на 4 і за допомогою таблиці дійсності, і на поведінковому рівні.