Материал: Схемотехника. лабораторный практикум. Акулинин С.А

3.Какие дополнительные логические элементы необходимы для реализации логических функции п аргументов на основе дешифратора с прямыми выходами? А с инверсными?

4.Как выглядит схема дешифратора 2x4, выполненная в базисе И, ИЛИ, НЕ? Входы дешифратора А, В, выходы УО, У1, У2, УЗ. Сколько элементов каждого типа для этого требуется?

5.Как надо видоизменить схему дешифратора 2x4 в предыдущем случае, чтобы оснастить её прямым управляющим входом? Инверсным? Обозначьте входы дешифратора А, В, управляющий вход О или О , выходы УО, У1, У2, УЗ.

6.Как из двух дешифраторов 2x4 сделать один дешифратор 3x8?

7.Как на основе нескольких дешифраторов 2x4 с управляющим входом сделать дешифратор 4x16? Сколько дешифраторов 2x4 потребуется для решения этой задачи, если не использовать другие элементы?

8.Как на основе дешифратора 2x4 сделать схему, фиксирующую совпадение двух бит (А=В=1, А=В=0) и реализующую функцию Г = АВVАВ?

9.Как на основе дешифратора сделать логическую схему, реализующую функцию Г = АВVАВ?

Лабораторная работа № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ

Цель работы:

­ознакомление с принципом работы мультиплек-

сора.

­ реализация и исследование функциональных модулей на основе мультиплексоров.

Приборы и элементы

Генератор слов

31

Генератор тактовых импульсов Двухпозиционные переключатели Источник напряжения + 5 В Источник сигнала "логическая единица" Логические пробники Мультиплексор

Микросхема 74138 - дешифратор 3x8

1. Теоретическая часть

1.1. Мультиплексоры.

Мультиплексор - комбинационная логическая схема, представляющая собой управляемый переключатель, который подключает к выходу один из информационных входов данных. Номер подключаемого входа равен числу (адресу), определяемому комбинацией логических уровней на входах управления. Кроме информационных и управляющих входов, схемы мультиплексоров содержат вход разрешения, при подаче на который активного уровня мультиплексор переходит в активное состояние. При подаче на вход разрешения пассивного уровня мультиплексор перейдет в пассивное состояние, для которого сигнал на выходе сохраняет постоянное значение независимо от значений информационных и управляющих сигналов. Число информационных входов у мультиплексоров обычно 2, 4, 8 или 16. На рис. 3.1представлен мультиплексор 8x1 с инверсным входом разрешения О, прямым У и инверсным выходами (Y = Y).

Рис. 3.1. Мультиплексор 8x1 с инверсным входом разрешения

32

1.2. Уравнение мультиплексора. Функционирование мультиплексора, представленного

на рис. 3.1, описывается характеристическим уравнением, связывающим сигнал на выходе (Y с разрешающим (G), входными информационными (ВО...В7) и управляющими (А, В, С) сигналами:

Как видно из уравнения, на мультиплексоре можно реализовать логические функции, для чего нужно определить, какие сигналы и логические константы следует подавать на входы мультиплексора.

Реализация заданной функции с помощью мультиплексора.

Логическая функция n переменных определена для n комбинаций значений переменных. Это позволяет реализовать функцию n-переменных на мультиплексоре, имеющем n- управляющих и n информационных входов. В этом случае каждой комбинации значений аргументов соответствует единственный информационный вход мультиплексора, на который подается значение функции.

Например, требуется реализовать функцию F 1 = с • b • а v

с*b*аv с*b*аvс•b*а.

Эта функция определена только для 8 комбинаций значений переменных, поэтому для её реализации можно использовать мультиплексор 8x1 с тремя управляющими входами. Составим таблицу истинности функции.

33

Из таблицы видно, что для реализации функции на мультиплексоре необходимо подать на информационный вход мультиплексора с номером N сигнал, значение которого равно соответствующему значению функции Р1, т. е. на входы с номерами 1, 2, 4, 5 следует подать уровень логического нуля, а на остальные - уровень логической единицы. Таким образом, при подаче комбинации логических уровней на управляющие входы мультиплексора, к его выходу подключится вход, значение сигнала на котором равно соответствующему значению функции. Схемная реализация приведена на рис. 3.2.

-

Рис. 3.2. Схема мультиплексора

34

При реализации логических функций на информационные входы можно подавать не только константы, но и изменяющиеся входные сигналы. Так, например, рассмотрим другой способ реализации функцииF1, рассмотренной выше. Для этого минимизируем выражение функции:Составим таблицу истинности функции в зависимости от значений переменных а и b.

Заданную такой таблицей функцию реализуют, как и в предыдущем случае, подав на вход с номером N сигнал, значение которого соответствует значению функции П. В данном случае сигналы, соответствующие переменной с, подаются на информационные входы, как указано в таблице истинности. При этом сокращается число управляющих входов.

Схемная реализация такого способа задания функции представлена на рис. 3.3. Так как используются только два адресных входа, управляющий вход С можно заземлить. При этом состояние информационных входов В4...В7 безразлично. Уровень сигнала на выходе схемы определяется комбинацией уровней сигналов в точках А, В, С, соответствующих переменным а, b, с.

Схема рис. 3.3. по существу представляет собой мультиплексор 4x1 с двумя управляющими и четырьмя информационными входами.

35