КОМБИНАЦИОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Наряду с построением комбинационных логических устройств на основе логических элементов типов И-НЕ (либо ИЛИ-НЕ) в настоящее время широко используются готовые комбинационные узлы, выполненные в виде ИМС среднего и высокого уровня интеграции. Применение готовых узлов не только упрощает разработку схем, но и снижает стоимость оборудования, так как готовый узел на одной ИМС заменяет устройство, собираемое из множества логических элементов, размещенных в нескольких корпусах.

Применение комбинационных ИМС позволяет строить более сложные цифровые и логические устройства при меньших аппаратурных затратах. Поэтому разработчик электронной аппаратуры должен стремиться по возможности использовать имеющуюся номенклатуру комбинационных ИМС для построения устройств.

Дешифраторы

Дешифратором (рис. 5.14) называется комбинационное устройство, в котором при каждой комбинации входных переменных (входной двоичный код) формируется единичный сигнал только на одном выходе. Дешифратор содержит число выходов, равное числу комбинаций входных переменных

N = 2n. Дешифратор (4-х входовый) реализует логические функции:

Если входные переменные представить как двоичную запись чисел, то логическая единица формируется на том выходе, номер которого соответствует десятичной записи того же числа. Например, А=1, В=0, С=0, D=1, число соответствует 9, т. е. При данной комбинации входных переменных F9=1. Дешифраторы широко используются в качестве преобразователей двоичного кода в десятичный, а также во многих других устройствах.

	Рис.5.14 4 - х разрядный дешифратор с прямыми входами и выходами.

Мультиплексоры.

Мультиплексором называется комбинационное устройство, в котором выход соединяется с одним из входов (А, В, С, и т. д., называемых информационными) в соответствии с кодом адреса. Эквивалентная схема мультиплексора на четыре входа приведена на рис. 5.15 а. В положении ключа 00 (код адреса X = 0, Y = 0) F = A; в положении 01 (X = 0, Y = 1) F = B; в положении 10 (X = 1, Y = 0) F = C; в положении 11 (X = 1, Y = 1) F = D. Работу мультиплексора описывает логическое уравнение

Обозначение схемы мультиплексора приведено на рис.5 15 б. На входы X, Y (адресные входы) подаются сигналы, определяющие, какой из входных сигналов на информационных входах будет передан на выход устройства. Мультиплексоры находят широкое применение в устройствах отображения информации, в различных микроэлектронных и микропроцессорных устройствах управления и в ЭВМ.

x=0, y=0

A xy

F

x=0, y=1

B F

x=1, y=0

C

x=1, y=1

D

а) б)

Рис. 5.15. Мультиплексор:

а – эквивалентная схема, б – обозначение

Сумматоры.

Сумматор является простейшим цифровым устройством. Он предназначен для сложения двух чисел, заданных в двоичном коде. Сравним суммирование десятичных и двоичных чисел:

* * *

18 1 0 0 1 0

23 1 0 1 1 1

41 10 1 0 0 1

Правила сложения двоичных и десятичных чисел одинаковы:

1) сложение производится поразрядно – от младшего разряда к старшему;

2) в младшем разряде вычисляется сумма младших разрядов слагаемых А₁ и В₁. Эта сумма в данной системе счисления может быть записана однозначным числом S₁ либо двухзначным числом P₁S₁. Функция P называется переносом;

3) во всех последующих разрядах находится сумма данных разрядов слагаемых Аi и Bi, причем при Pi-1 = 1 к этой сумме добавляется единица (в числовых примерах, приведенных выше, этот случай помечен звездочкой), результат сложения в i-м разряде записывается в виде однозначного Si или двухзначного PiSi числа.

Таким образом, в каждом разряде необходимо найти сумму Ai, Bi и Pi-1 (если Pi-1=1), т. е. определить Si и Pi. Полный одноразрядный двоичный сумматор характеризуется таблицей истинности (табл. 5.5).

Одноразрядный сумматор состоит из двух комбинационных схем: одна для формирования Si, вторая для определения Pi. Многоразрядный сумматор строится на основе одноразрядных в соответствии с правилами сложения по схеме рис. 3. Многоразрядные сумматоры выпускаются промышленностью в виде ИМС (например, К555ИМ6), обозначение которой приведено на рис. 4.

Таблица 5.5. Таблица истинности полного одноразрядного сумматора

Полусумматоры. Полусумматором (Рис.5.16) называется комбинационное устройство, отличающееся от одноразрядного сумматора отсутствием сигнала Pi-1. Таблица истинности полусумматора приведена в табл. 2.

Таблица 5.6. Таблица истинности полусумматора

А_i B_i S_i P_i

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1