Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 3.101

3.10.3 Коммутаторы

Устройство, осуществляющее переключение цепей, называется коммутатором.

Мультиплексор – коммутатор типа «с n входов на один выход», в котором выбор выхода по его номеру (адресу) осуществляется двоичным кодом (рис. 3.102).

а)

б)

 

Рис. 3.102

На схеме А1А2А3 – адресный цифровой код, D0, D1, D2, …, D7

– информационные входы. Например, при коде 1112=710 выход y мультиплексора соединяется с информационным входом D7.

Условное графическое изображение мультиплексора приведено на рис. 3.103.

121

Рис. 3.103

Демультиплексор – коммутатор типа «с одного входа на n выходов», в котором кодом на адресных входах определяется выход, с которым соединяется информационный вход D (рис. 3.104).

Рис. 3.104

Совокупность мультиплексор – демультиплексор позволяет скоммутировать любой вход мультиплексора с любым выходом демультиплексора.

3.10.4 Цифровые компараторы

Цифровой компаратор – устройство, предназначенное для сравнения двух двоичных чисел, которые могут быть одноразрядными или многоразрядными.

В качестве многоразрядных компараторов можно рассматривать логические элементы:

-«неравнозначность», реализующий функцию Fa b=1. Данный элемент еще называется «исключающее ИЛИ». Когда цифры a и b на входе элемента не равны, то на выходе элемента «неравнозначность» получается логическая единица. Условное графическое обозначение элемента «неравнозначность»

122

-«равнозначность», реализующий функцию Fa=b=1. Когда цифры a и b на входе элемента равны, то на выходе элемента «равнозначность» получается логическая единица. УГО элемента имеет вид

«Равнозначность» можно реализовать через «неравнозначность», дополненный инвертором.

В таблице указана связь между сигналами на выходах и входах компаратора при сравнении одноразрядных чисел a и b.

 

 

 

 

 

Таблица

 

Входы

 

Выходы

 

A

 

b

Fa b

Fa=b

Fa b

1

 

1

0

1

0

1

 

0

1

0

0

0

 

1

0

0

1

0

 

0

0

1

0

Многоразрядный компаратор сравнивает многоразрядные числа А и В, опираясь на следующие выводы:

-два двоичных числа А и В равны, если их одноименные разряды содержат одинаковые числа;

-выявление большего из двух много разрядных чисел А и В начинается со старших разрядов; если они равны, то сравнивается

123

следующая пара одноименных разрядов и т.д., а для каждого сравнения разрядов справедлива таблица.

В качестве примера рассмотрим ход сравнения в многоразрядном компараторе, представленном на рис. 3.105.

Рис. 3.105

Рассмотрим случай неравенства чисел А(а2а1а0) и В(b2b1b0). Выявление большего из двух многоразрядных чисел А и В начинается со старших разрядов; если они равны, то сравнивается следующая пара одноименных разрядов и т.д.

При неравенстве трехзначных чисел (А В) может быть, что

а2 b2 2=1, b2=0) и конъюнкция a2 b2 =1 – функция FА В=1, что указывает на справедливость неравенства А В. Когда а2=b2 (F2=1,

a2 b2 =0), но а1 b1 1=1, b1=0, a1b1 =1), на справедливость неравен-

ства А В указывает второй член записанной функции: a1 b1 F2 =1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если а2=b2 (F2=1,

a2 b2 =0) и а1=b1 (F1=1, a1b1 =0), но а0

b0 0=1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b0=0, a0 b0 =1), то a0b0 F2F1=1 и FА В=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате возможны следующие варианты:

 

 

 

 

 

а) аналогичное

А В

неравенство

старших

разрядов

 

 

2>b2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fа b= a2 b2 =1);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) или при равенстве старших разрядов (а2=b2, Fa=b= a2b2

a2 b2 =1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

существует неравенство разрядов а1, b1 1>b1, Fа

b= a1b1 =1);

 

 

 

 

 

 

 

в) или при равенствах а2=b2 (Fa=b= a1b1

 

 

a1b1 =1) существует нера-

 

 

 

 

венство разрядов а0, b0

0>b0, Fа b= a0 b0 =1). Обозначив для кон-

124

кретности Fa=b= a2b2 a2 b2 =F2; Fa=b= a1b1 a1b1 =F1, запишем при-

веденные условия в виде FА В= a2 b2 a1b1F2 a0 b0 F2 F1 . Функция FА В реализуется схемой рис. 3.105.

На рис. 3.106 приведены условное обозначение компараторов и способ наращивания их разрядности. Каждый из компараторов предназначен для сравнения двух четырехразрядных слов и имеет выходы А>В, А=В и А<В.Аналогичные входы служат для наращивания разрядности компараторов.

Рис. 3.106

125

Источник: https://studfile.net/preview/16568892/