|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы 8.2. КОМБИНАЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ Схемы СИС можно классифицировать двояко: они относятся к комбинационным либо к последовательностным устройствам. В комбинационных схемах выход является только функцией входных переменных в конкретных, настоящих условиях. В них нет запоминающих элементов и не учитывается влияние на выходной сигнал предыдущего состояния. Примерами комбинационных схем являются мультиплексоры, арифметические устройства, дешифраторы. Последовательностные схемы (конечные автоматы) содержат элементы памяти, такие, как триггеры, поэтому выходные сигналы этих схем определяются не только входными сигналами, но также предыдущим состоянием схемы, условиями, в которых она находилась до этого. Примерами по-следовательностных схем являются триггеры, регистры, запоминающие устройства и счетчики. 8.2а. Мультиплексоры Цифровые мультиплексоры представляют собой комбинационные (незапоминающие) устройства, управляемые адресными селекторами, которые определяют тракт передачи одного из многих входных сигналов на выход. Их можно рассматривать как полупроводниковые аналоги многопозиционных ключей или* шаговых искателей. Мультиплексоры используются для трассировки передаваемых данных и их временного уплотнения. Они также способны формировать сложные логические функции. Отдельный мультиплексор, выполненный в виде СИС, может заменить несколько блоков логических схем (ЛЭ), обеспечивая этим экономию в требуемой площади печатных плат, количестве межсоединений, способствуя уменьшению задержки передачи сигналов, уменьшению потребляемой мощности. В результате достигается также сокращение средств на проектирование схемы и уменьшение стоимости ее компонентов. В табл. 8.5 представлен перечень наиболее распространенных видов мультиплексоров, причем с помощью этих схем можно создавать их разновидности путем изменения способов соединения входов разных мультиплексоров. Например, сдвоенный 4-канальный мультиплексор 74153 можно использовать как два независимых 2-канальных мультиплексора путем параллельного соединения их входов, как показано на рис. 8.2. Трассировка данных. Мультиплексоры можно использовать для направления цифровой информации по трактам под управлением выбора данных входных сигналов. Использование этой {гехники иллюстрируют следующие примеры. Пример. 8.1. Мультиплексорная выборка банков данных двоично-десятичных счетчиков. Составить схему для отображения на дисплее банка данных двух многоразрядных двоично-десятичных счетчиков. Решение. Одно из типовых решений показано на рис. 8.3. Эта система отображает содержание одного из двух многоразрядных двоично-десятичных счетчиков. Мультиплексоры 74157 выбирают один из двух счетчиков: когда по-.тенциал на выбирающей линии Низкий, выбирается счетчик № 1; когда потенциал на данной линии Высокий, выбирается счетчик № 2. Выходы мультиплексора поданы на входы дешифратора с двоично-десятичного в 7-сегмент-ный код типа 9368, управляемого входными RS-триггерами. Дисплей отображает состояние выбранного счетчика, когда на входе «Разрешение триггера» Низкий потенциал. Если же потенциал Высокий, то А}а а ha3aYob ГЬ 2Ь ЗЬ > 7153 СдВоеинь/й -ттмтт /чулшиплетор §6 Zb а а Рис. 8.2. Сдвоенный 2-канальный мультиплексор. дисплей не воспринимает изменения на его входе, но сохраняет информацию, которая была до перемены напряжения на указанном входе с Низкого на Высокий уровень. Дешифраторы 9368 связаны непосредственно с обычными дисплеями, содержащими светоизлучающие диоды. Разводка многословных данных. Пять сдвоенных 4-разрядных мультиплексоров 9309, соединенных согласно схеме на рис. 8.4, можно использовать для коммутации данных в 2 бита одного из 16 слов на 2-разрядный канал. Адреса, поданные на входы 5о, S\, S2, S3, выбирают слово, которое должно быть передано. Если нужно передавать 12-разрядные слова по 12-разрядному каналу, то схема, повторяется шесть раз. Дополнительные выходы 9309 используются при обоих уровнях сигнала для минимизации общей задержки. .(Выходной сигнал Z получается с выхода Z и через дополнительный инвертор, что приводит к увеличению задержки на величину, равную времени задержки одного вентиля.) Двукратное обращение двух уровней в мультиплексоре исключает инверсию данных. Ti "счётMl •ffnou счет. Выбор счетчика Разре. "Г, /ЧЮи 7/. ,„,,1, - CcTдecшuчI I- сР/рянвйсчет.иасшван б слеВуюХ 1 12 Счет 2 •fP 7Ш0 српрямойсчет. I кипа rAs C</errTSspeH. г-нанальн. ni/.ibTnunjreHCop шение - свр%о Нс/гедую- - СЕТцестичТС --щим ! nt/jramun/rencop У-севм. бешидур, ,а Ь с tie fff  Н следующим /fGC/fada/v AoAfAzAgEcKB, S368 7-сееп. дешитр-ai) с tiefq  Дисплеи FND70~T Рис. 8.3. Направление данных с помощью мультиплексоров. Временное уплотнение. Средние интегральные схемы типов 74153 и 74151 обеспечивают временное уплотнение максимум четырех и восьми каналов соответственно. Путем каскадного соединения этих СИС число входов можно увеличивать. На рис. 8.5 показано каскадное соединение двух мультиплексоров, что дает возможность получить в результате 32-входовый мультиплексор с задержкой передачи сигналов порядка 50 не. Этот принцип можно использовать для получения 64-входового мультиплексора без дополнительного увеличения задержки. В 32-вхо-довом мультиплексоре вход «разрешение» микросхемы 74151 можно использовать для передачи выбранных данных на выход. Отметим, что с целью уменьшения общей задержки отрицательные выходы используются для обоих уровней потенциала Поскольку здесь результирующий выходной сигнал получается 0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 |