Базовые логические элементы. Дешифратор. Мультиплексор. Сумматор

с отдельными логическими элементами (И, ИЛИ, И-НЕ и др.) широко используются готовые типовые функциональные узлы, реализующие часто повторяющиеся в цифровых устройствах операции обработки и преобразования информации. Типовые функциональные узлы, как правило, изготовляются как единое целое в виде интегральных микросхем (ИМС) среднего и высокого уровня интеграции. Применение таких готовых узлов не только упрощает разработку схем, но и позволяет снизить аппаратурные затраты, так как готовый узел на одной ИМС заменяет устройство, собираемое из множества логических элементов, размещаемых в нескольких корпусах.

из n входов в комбинацию двоичных сигналов на m выходах. Число входов и выходов классического шифратора связано соотношением n=2m. Такие шифраторы называют шифраторами n×m.
Такое определение несколько расплывчато, что является следствием постепенного пересмотра взглядов на шифратор. Сначала под шифратором понимали ТКФУ, преобразующим входной n-разрядный код в однозначно соответствующий ему m-разрядный код, причем mУсловное обозначение шифратора 4×2 с прямыми входами и выходами показано на рис.1.2а. В правом дополнительном поле указаны веса выходных сигналов y1 и у0 , совокупность значений которых рассматривается в качестве позиционного двоичного числа (у0 соответствует младшему разряду).

, равного 1, десятичный номер i которого, указан в левом дополнительном поле и совпадает с двоичным числом на выходе. Кроме одного активного входного сигнала все остальные должны в неактивном состоянии. Шифратор можно использовать, например, для отображения в виде двоичного кода номера нажатой клавиши или положения многопозиционного переключателя.

выходах шифратора не учтена инверсия):
y2 = (x4 + x5 + x6 + x7 ) .EI ;
y1 = (x2 .x4.x5 + x3 .x4.x5 + x6 + x7 ) .EI ;
y0 = (x1 .x2.x4.x6 + x3 .x4.x6 + x5 .x6 + x7 ) .EI ;
EO = x0.x1.x2.x3.x4.x5.x6.x7 .EI ;
G = EO + EI .

сигналов. Выходное двоичное число, представленное в обратном коде Y=(y2,y1,y0) отражает номер входа, оказавшегося активным. Входы 0÷7 приоритетные. Наивысший приоритет у входа 7.
В шифраторах, как и в других комбинационных устройствах, часто предусматривается операция стробирования, разрешающая выработку выходных сигналов только в определенные интервалы времени. В ИМС К155ИВ1 для этой цели имеется дополнительный (также инверсный) стробирующий вход V, называемый еще разрешающим или управляющим входом. Обозначение V является устаревшим, ныне чаще используется обозначение EI (enable input). Запрещающий сигнал V=1 на этом входе блокирует работу шифратора, в результате на всех выходах устанавливаются неактивные уровни независимо от сигналов на входах.

узлов и таким образом избежать появление на выходах ложных сигналов в моменты смены входной информации из-за переходных процессов в схеме. Кроме того, разрешающий вход может служить для наращивания разрядности устройств.
Шифратор К155ИВ1 имеет два дополнительных выхода: G (групповой сигнал) и EO (разрешение выхода - output enable). Активный сигнал EO отражает ситуацию, когда не возбужден ни один вход (xi =1 для всех i ) при включенном (разрешенном) состоянии шифратора (EI=0). Используя совместно вход EI и выход EO, можно строить многокаскадные (многоразрядные) шифраторы на базе нескольких ИМС. (Предложите схему шифратора 16×4, включающую в себя два шифратора 8×3.)
Выход G - активизируется, если хотя бы на одном из входов присутствует активный уровень. Из сказанного ясно, что 3-х разрядный двоичный код Y=(y2,y1,y0) можно считывать с выходов шифратора при G=0. Данный сигнал может быть использован в микроЭВМ для запроса прерываний по вектору Y. Таким образом, кроме кодирования состояний переключателей и номеров нажатых клавиш, приоритетные шифраторы могут применяться для определения номера устройства, подавшего сигнал запроса на обслуживание в микропроцессорных системах и микроЭВМ.
Отметим, что сигнал EI =1 запирает не только информационные выходы, но и выходы G и EO.

один из m выходов в соответствии с двоичным кодом, поступающим на адресные входы. В общем случае демультиплексоры с n адресными входами могут иметь до m=2 выходов. Такие демультиплексоры называют демультиплексорами 1в 2 .

n

n

таблица истинности

условное обозначение

логическая схема