3.3.1. Дешифраторы

Дешифратором (рис. 1) называется комбинационное устройство, в котором при каждой комбинации входных переменных (входной двоичный код) формируется единичный сигнал только на одном выходе. Дешифратор содержит число выходов, равное числу комбинаций входных переменных

N = 2n. Дешифратор (4-х входовый) реализует логические функции:

Если входные переменные представить как двоичную запись чисел, то логическая единица формируется на том выходе, номер которого соответствует десятичной записи того же числа. Например, А=1, В=0, С=0, D=1, число соответствует 9, т. е. При данной комбинации входных переменных F9=1. Дешифраторы широко используются в качестве преобразователей двоичного кода в десятичный, а также во многих других устройствах.

Рис.3.14 4 - х разрядный дешифратор с прямыми входами и выходами.

3.3.2. Мультиплексоры.

Мультиплексором называется комбинационное устройство, в котором выход соединяется с одним из входов (А, В, С, и т. д., называемых информационными) в соответствии с кодом адреса. Эквивалентная схема мультиплексора на четыре входа приведена на рис. 2 а. В положении ключа 00 (код адреса X = 0, Y = 0) F = A; в положении 01 (X = 0, Y = 1) F = B; в положении 10 (X = 1, Y = 0) F = C; в положении 11 (X = 1, Y = 1) F = D. Работу мультиплексора описывает логическое уравнение

Обозначение схемы мультиплексора приведено на рис.2 б. На входы X, Y (адресные входы) подаются сигналы, определяющие, какой из входных сигналов на информационных входах будет передан на выход устройства. Мультиплексоры находят широкое применение в устройствах отображения информации, в различных микроэлектронных и микропроцессорных устройствах управления и в ЭВМ.

x=0, y=0

A xy

x

F

=0, y=1

B F

x=1, y=0

C

x=1, y=1

D

а) б)

Рис. 3.15. Мультиплексор:

а – эквивалентная схема, б – обозначение

3.3.3. Сумматоры.

Сумматор является простейшим цифровым устройством. Он предназначен для сложения двух чисел, заданных в двоичном коде. Сравним суммирование десятичных и двоичных чисел:

  

1 8 1 0 0 1 0

2 3 1 0 1 1 1

41 10 1 0 0 1

Правила сложения двоичных и десятичных чисел одинаковы:

1. сложение производится поразрядно – от младшего разряда к старшему;

2. в младшем разряде вычисляется сумма младших разрядов слагаемых А₁ и В₁. Эта сумма в данной системе счисления может быть записана однозначным числом S₁ либо двухзначным числом P₁S₁. Функция P называется переносом;

3. во всех последующих разрядах находится сумма данных разрядов слагаемых Аi и Bi, причем при Pi-1 = 1 к этой сумме добавляется единица (в числовых примерах, приведенных выше, этот случай помечен звездочкой), результат сложения в i-м разряде записывается в виде однозначного Si или двухзначного PiSi числа.

Таким образом, в каждом разряде необходимо найти сумму Ai, Bi и Pi-1 (если Pi-1=1), т. е. определить Si и Pi. Полный одноразрядный двоичный сумматор характеризуется таблицей истинности (табл. 3.5).

Одноразрядный сумматор состоит из двух комбинационных схем: одна для формирования Si, вторая для определения Pi. Многоразрядный сумматор строится на основе одноразрядных в соответствии с правилами сложения по схеме рис. 3. Многоразрядные сумматоры выпускаются промышленностью в виде ИМС (например, К555ИМ6), обозначение которой приведено на рис. 4.

Таблица 3.5. Таблица истинности полного одноразрядного сумматора

Ai	Bi	Pi-1	Si	Pi
0 0 0 0 1 1 1 1	0 0 1 1 0 0 1 1	0 1 0 1 0 1 0 1	0 1 1 0 1 0 0 1	0 0 0 1 0 1 1 1

Полусумматоры. Полусумматором (Рис.5) называется комбинационное устройство, отличающееся от одноразрядного сумматора отсутствием сигнала Pi-1. Таблица истинности полусумматора приведена в табл. 2.

Таблица 2. Таблица истинности полусумматора

А_i B_i S_i P_i

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1