2.3 Комбинационные цифровые устройства

К комбинационным ЦУ относятся: дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, комбинационные сумматоры и АЛУ. Дешифратором называется комбинационная цифровая схема с несколькими входами и выходами, преобразующая код, подаваемый на входы, в сигнал на одном из выходов. Если дешифратор, имеющий n входов, имеет 2n выходов, то такой дешифратор называется полным. Если количество выходов меньше, то дешифратор называется неполным

Рис. 1 Схема дешифратора (а), условное обозначение (б), таблица истинности (в)

Рис. 2 Схема шифратора(а), условное обозначение (б), таблица истинности (в)

Шифратором называется устройство, предназначенное для преобразования чисел из десятичной системы в двоичную. Логическая схема шифратора на два выхода приведена на рис.2. В соответствии с таблицей истинности (рис. 120в), используя карты Вейча, получаем: Y0=X1+X3; Y1=X2+X3.

Рис.3 Схема мультиплексора (а), условное обозначение (б), таблица истинности (в)

Нетрудно видеть, что в шифраторе сигнал, подаваемый на вход X0, не используется. Основное применение шифраторов - это введение первичной информации с клавиатуры (преобразование десятичного кода в двоичный), например, ИС К555ИВ3.

Мультиплексором называется комбинационное цифровое устройство, предназначенное для управляемой передачи информации с нескольких источников в один выходной канал. Мультиплексор можно реализовать, используя логические элементы "И" и дешифратор. Мультиплексор имеет один выход, информационные входы и адресные или управляющие входы (рис.121). В зависимости от кода, подаваемого в адресные шины X0, X1 один из информационных входов подключается к выходному каналу. Функция алгебры логики, описывающая работу мультиплексора, имеет вид:

Демультиплексором называется комбинационное логическое устройство, предназначенное для управляемой передачи данных от одного источника

информации в несколько выходных каналов. Демультиплексор имеет один информационный вход, n адресных шин и 2n- выходов. Для данной схемы:

При построении арифметико-логических устройств (АЛУ) необходимо,

наряду с операцией суммирования, выполнять ряд логических операций. Для этого можно использовать ИС К561ИП3, которая представляет собой четырех-разрядное АЛУ, выполняющее 16 логических и арифметико-логических операций. Вид выполняемой операции определяется управляющим кодом, поступающим на входы S3,S2,S1,S0,M. Результаты выполненной операции снимаются с выходных шин F3, F2, F1, F0. Схема имеет вход переноса P0 и выход переноса Pi+1. Выход K является встроенным компаратором. K=1 при A=B. Выходы G и H используются для организации ускоренного переноса. Для организации АЛУ с разрядностью больше 4 используют две или более схем К561ИП3.

Цифровые компараторы предназначены для сравнения цифровых кодов. Количество входов определяется разрядностью чисел. На выходе обычно формируются сигналы A=B, A>B и A<B. На рис.4 изображена ИС К561ИП2 на четыре разряда. Для восьмиразрядного кода берутся две схемы, для двенадцати - три и т.д.

Рис. 4 Цифровой компоратор (а), таблица истинности (б)

электронный цифровой логический информация