Teoria układów logicznych

Dekoder. Demultiplekser

Dekoder jest elementem logicznym
służącym do zmiany jednego kodu na inny.
Dekodery oprócz sygnałów wejściowych i
wyjściowych mogą posiadać jeszcze sygnały
sterujące ( Enable ).
•Jeżeli którekolwiek z wejść sterujących jest
nieaktywne, to wszystkie wyjścia przyjmują
wartość niezależnie od stanu wejść.

Multiplekser jest to dekoder który dla każdej binarnej wartości wejściowej
uaktywnia jedną linię wyjściową. Dla m wejść posiada 2

m

wyjść.

Teoria układów logicznych

Demultiplekser zastosowania.

Sposób realizacji dekodera na przykładzie dekodera 4 linii
( a1, a2, a4, a4 ) wejściowych na 16 wyjściowych (y0 ... y15).
•Każdy sygnał wyjściowy jest aktywowany przez odpowiedni
minterm wybranego wektora wejściowego
•sygnał enable ( b ) bramkuje dodatkowo ( sygnałem 0 )
wszystkie wyjścia.

Realizacja funkcji logicznych przy
pomocy demultipleksera.

F1(A,B,C,D)=A’BC’D+A’B’CD.+ABCD
F2(A,B,C,D)=ABC’D’+ABC
F3(A,B,C,D)=A’+B’+C’+D’

Teoria układów logicznych

Demultiplekser: kaskadowanie, ‘138, ‘139

Praktycznie spotykane układy demultiplekserów

Możliwe jest kaskadowanie
demultiplekserów.

Przy pomocy 5 demultiplekserów 2 na 4
budujemy demultiplekser 4 na 16.

•linie sterujące pierwszego
demultipleksera tworzą starsze bity
numeru wybranego wyjścia

•linie sterujące pozostałych
demultiplekserów są połączone ze sobą
tworząc bity młodsze.

Teoria układów logicznych

Multiplekser.

Multiplekserem nazywamy układ kombinacyjny o m
wejściach adresowych 2

m

wejściach informacyjnych

i jednym wyjściu. Sygnał pojawiający się na wyjściu
jest równy sygnałowi na wejściu o numerze
wybranym przez wejścia adresowe.

Sposoby realizacji

Teoria układów logicznych

Multiplekser: zastosowanie.

Multiplekser jest elementem umożliwiającym bezpośrednią
realizację tablicy prawdy.
Zmienne funkcji są podłączone do wejść adresujących, a wejścia
danych są sterowane stałą wartością 0 lub 1 w zależności od
wartości w tablicy prawdy dla danego wektora zmiennych
funkcji.
Otrzymujemy realizację funkcji m zmiennych przy pomocy 2

m

wejściowego multipleksera.
Przykład:
F(A,B,C)={ m0, m2, m6, m7}

Możliwa jest realizacja funkcji
m zmiennych przy pomocy
multipleksera o m-1 wejściach
adresowych !

•Wybieramy m-1 kolumn sygnałów
wejściowych z tablicy prawdy.

•Grupujemy wybrane wektory w
pary takich zamych

•sygnał wyjściowy może przybierać
jedną z 4 wartości { 0,1, C, C’ },
gdzie C jest nie wybraną go
grupowania zmienną

Teoria układów logicznych

Multiplekser. Kaskadowanie.

Sposób realizacji multipleksera 32:1
przy pomocy dostępnych
multiplekserów.
Wybieramy wyjście jednego z 4
multiplekserów 8:1 przy pomocy
multipleksera 4:1.

Sposób realizacji multipleksera 32:1 przy
pomocy dostępnych multiplekserów i
dekodera 2:4 oraz 4 wejściowej bramki
OR.
Dekoder uaktywnia odpowiedni
multiplekser przy pomocy jego sygnału
EN. W danej chwili wybrany jest tylko
jeden multiplekser Kiedy EN=1 wyjście
multipleksera ‘151 jest 0 co powoduje,
brak wpływu wyjść nie wybranych
multiplekserów na wyjście bramki OR.

Teoria układów logicznych

Bramki transmisyjne.

Bramki transmisyjne dostępne w technologii
CMOS stanowią alternatywę dla bramek
standartowych. Model bramki:
• dwa przełączniki połączone równolegle
•jeden zamknięty sterującym sygnałem ‘0’, drugi
sygnałem ‘1’
•aby bramka działała poprawnie ( przenosiła
sygnał z wejścia na wyjście ) obydwa klucze
muszą być zamknięte ( wynika to z technologii
CMOS )

Ze względu na swoją atrakcyjność
technologiczną
bramki transmisyjne wykorzystuje się do
budowy złożonych układów cyfrowych.
Przykład:
Podwójny multiplekser 2:1.

•kiedy sygnał sterujący jest 1 przewodzą
„dolne” bramki,

•kiedy sygnał sterujący jest ‘0’ przewodzą
„górne” bramki.
Należy pamiętać o prawidłowym sterowaniu
bramek. Niedopuszczalny jest przypadek
równoczesnego przewodzenia dwu bramek w
jednej parze.

Teoria układów logicznych

Bramki trójstanowe

•Na wyjściu zamiast normalnych stanów

‘0’ i ‘1’ mogą dodatkowo przyjmować stan
‘Z’ (wysokiej impedancji ). Stan ‘Z’ nie
jest poziomem logicznym,

•Bramkę trójstanową można zrealizować

dodając klucz na wyjściu standardowej
bramki. Klucz ten jest kontrolowanyprzez
dodatkowy sygnał sterujący,

– kiedy sygnał kontrolujący klucz

jest aktywny klucz jest zamknięty i
bramka działa jak normalna
bramka logiczna.

– kiedy sygnał kontrolujący jest

nieaktywny klucz jest otwarty i
bramka jest odłączona od wyjścia.

•Wyjścia bramek trójstanowych mogą być

łączone razem pod warunkiem, że
zapewnimy, że dwie różne bramki tak
połączone nie będą aktywne
równocześnie.