Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Сигнал низкого уровня, поступающий на вход элемента ИЛИ-НЕ от элемента Н2, остается неизменным, так как в отношении сигнала Н элемент выполняет функцию ИЛИ. 1З1 Логические схемьг и области их нрименения Если выключатель 51 замкнут, то на информационном входе элемента Л'1 (вход А) сигнал соответствует логическому О. Несмотря на то что уровень на селектирующем входе Лс1 высокий (ЛА=Н), на выходе элемента уровень остается низким, потому что элемент И в отношении сигнала Е выполняет функцию ИЛИ, Таким образом, на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ мы получаем сигнал низкого уровня Ь, следовательно, на выходе будет сигнал высокого уровня Н. Из сказанного ясно, что если информация не инвертируется, то сигнал на выходе канального коммутатора следует за сигналом на входе А.
Логическая единица на входе дает на выходе О, а О на входе дает на выходе 1. Если перебросить переключатель 53 во второе положение, то селектироваться будет нижний канал, т. е. пропускаться будет сигнал с линии В. Мы проанализировали работу схемы на рис. 2.46 в положении переключателя 53, показанном на рисунке. Как было сказано выше, в этом положении селектируется верхний канал. Если теперь замкнуть и сразу разомкнуть переключатель 51, то загорится и погаснет лампочка индикатора.
Если то же самое проделать с переключателем 52, то увидим, что на выходе ничего не изменяется. Лампочка индикатора либо не горит, либо горит, что определяется положением переключателя 51 и совершенно не зависит от положения переключателя 52. Это говорит о том, что селектирована линия А. Если переключатель 53 перебросить в другое положение, то окажется, что выход схемы начнет реагировать теперь на замыкания и размыкания переключателя 52. Сигналы же О, 1 выключателя 51 проходить не будут, потому что верхний канал не селектирован. 2.30. Канальный коммутатор на входе триггерного регистра На рис. 2.46 приведена реальная схема канального коммутатора на входе регистра. Для упрощения выбран регистр на 2 бит. Вообще регистр собирается из большого числа триггеров, поэтому, естественно, коммутатор на его входе значительно сложнее.
С помощью канального коммутатора в регистр А (рис. 2.46) можно вводить информацию от разных источников: из накопителя О, ленточного регистра В, суммирующего регистра 5, перфокарточного регистра К. Селектирующие сигналы соответственно обозначены ЛО (накопитель), ЕВ (ленточный), Ь5 (суммирующий) и с.К (перфокарточный). В процессе передачи информации из всех селектирующих сигналов лишь один-единственный будет иметь уровень Н.
Все остальные селектирующие сигналы должны иметь низкий уровень Е, благодаря чему три 132 со,рсУВ (~) Рис. 2.46. Коммутатор канадов на входе двухраарвдного регистоа. 61, 2, 3 ...— биты ааинси; В1, 2, 3...— ленточный регистр; 51, 2, 1...— сунчир ычний регистр; К1, 2, 3... — биты перфокарт. из четырех информационных каналов, подключенных к данному регистру, будут заблокированы.
Если, например, информационный сигнал на входе селектируемого канала имеет высокий уровень, т. е. 61=Н, то уровень сигнала на выходе верхнего элемента И высокий, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ низкий. Этим сигналом переводится в поло- 133 г1 огиееские схемы и области их применения жение 1 регистр, состоящий из элементов И-НЕ. Выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входом сброса регистра. До ввода информации на регистр подается сигнал сброса (он вводится в положение О). Сигнал сброса регистра всегда имеет низкий уровень 1.. Здесь следует отметить, что если, например, селектируется накопитель 6, то уровень сигнала должен быть высоким в селектируемом канале и в верхнем и нижнем канальном коммутаторе.
Короче говоря, участвующие в данной селекции входы обоих канальных коммутаторов можно соединить между собой, как показано на схеме. 2.31. Двойной канальный коммутатор На рис. 2.47 показана схема двойного канального коммутатора, предназначенного для селекции четырех каналов. Чтобы селектировать один канал, надо на селектирующие входы 50 и 51 подать сигнал в виде комбинации двоичных знаков.
При этом процесс селекции будет проходить согласно таблице на рис. 2.47. Если в двух каналах (50 и 51) уровни сигнала низкие (комбинация 00), то селектируется канал 1. Если же уровень сигнала в канале 50 высокий, а в канале 51 низкий, то селектируется канал 2. Чтобы ограничить число входов, в схеме в качестве селектирующих используются сигналы обоих уровней (полярностей).
В этом случае оба сигнала участвуют в распознавании канала на входах элементов И. Использование обоих уровней имеет еше и то преимущество, что элементы, посылающие сигналы в каналы 50 и 51, нагружаются по одному-единственному инвертируемому входу. Для селектировання канала 1 необходимо, чтобы оба селектирующих сигнала яа входе элемента И в комбинации 00 были высокого уровня. Это условие действительно удовлетворяется, так как к среднему н нижнему входам поступают сигналы 50 и 51. Если проследить за селектирующими сигналами канала 2, то можно увидеть, что ими являются 50 и 51.
Аналогично можно проследить и за селектирующими сигналами каналов 3 и 4. Выходные сигналы канальных коммутаторов могут иметь противоположные полярности 1сигналы М.(О) и Мп(1.)). При необходимости если к информационному каналу подведен сигнал логической 1, то такой же сигнал можно снять и с выхода. В некоторых случаях чисто практических схемных решений это может позволить сэкономить один элемент инвертирования. К двойному канальному коммутатору, показанному на рис.
2.47, можно подключить двухбитный регистр. Если имеется регистр на большее число бит, то и канальных коммутаторов может быть больше. Схема включения показана на рис. 2.46. 7(77) Тоаалица ыстлыннааты а аюаа ааа з г Нй 2 Н ат 7. С Н Рис, 247. Восьмивходовый (2х4) мультиплексор (ВМ7418153Х). Логические схемы и области их применении 2.32. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматоры, компараторы Обычный элемент ИЛИ собственно уже является схемои ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, потому что в этой схеме для получения результата (О или 1) один из входов или оба входа одновременно должны принимать значение 0 или 1. В схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выход получает значение 0 или 1 (в зависимости от типа микросхемы), когда один из входов имеет значение 0 или 1.
Выход не принимает логического значения, когда оба входа одновременно получают сигнал 0 или 1. Схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ приведена на рнс. 2.48. Она составлена нз трех элементов И-НЕ микросхемы Бти47400Х. Два входных элемента реализуют функцию И-НЕ при высоком Рис. 2.48. Схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, логическиа сумматор и компара тор. и — схема эксперимента с переключателями входных ситналоа; б — таблица ястннноста. уровне сигнала (Н), третий входной элемент (01) реализует функцию ИЛИ-НЕ при низком уровне сигнала (Ь).
К входам У1 и Аг2 обоих элементов И-НЕ подводятся сигналы А и В или А и В. На выходе схемы уровень сигнала будет низким, если А = Н и В=7. или А =А и В = Н. Если один из входов элемента 01 получает низкий уровень |, то уровень на выходе будет Н, потому что третий элемент И-НЕ по отношению к уровню 1. реализует функцию ИЛИ-НЕ. Но если и сигнал А, и сигнал В 136 Глава 2 158 .Уемяя 5К 74 666 745 5666 Рис. 2.49.
4 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в микросхеме 74С886Х (БХ748681). одновременно высокого или низкого уровня, то один из входов элемента А71 и один из входов элемента А72 получают сигналы низкого уровня, вследствие чего на обоих выходах уровни сигналов будут высокими. На обоих входах элемента 01 появляется сигнал высокого уровня Н, и поэтому на выходе сигнал будет иметь уровень Т.. Таблица истинности для описанной схемы приведена на рис. 2.48,б. В приведенной на рис. 2.48,а схеме сигналы А и В, А и В поступают от двух переключателей.
К выходу схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены индикаторные лампочки, по которым можно определять, какой уровень в Е или Н вЂ” имеют сигналы. В положении, показанном на схеме, сигналы А и В имеют высокий уровень и соответственно сигналы А и  — низкий Если переключатель займет другое положение, то пары сигна. лов поменяют уровни на обратные. Манипулируя двумя пере- !зт Логические схе.чм и обяасти их применения ключателями, можно получить 4 двоичные комбинации, т, е, четыре комбинации истинности.
Если внимательно рассмотреть таблицу истинности, то можно увидеть, что схема ИСКЛЮ- ь!АЮЩЕЕ ИЛИ реализует функцию логического сумматора и элемента сравнения (компаратора), Если по известным правилам сложить сигналы А и В, то получим следующие четыре варианта суммы: 0+0=-0 0+1= 1 1+0=1 1 + 1 =0 (передаче по каналу подлежит 1) Если сравнить эти результаты с данными таблицы истинности, то оказывается, что схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ действительно реализует функцию суммирования. Ее называют логическим полусумматором потому, что она не учитывает переноса. Сумматор, учитывающий перенос, называют полным сумматором. Его мы рассмотрим позже.
Схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ может служить также компаратором. Если еще раз обратиться к таблице истинности, то моя'но видеть, что уровень на выходе оказывается высоким, когда А и В разнополярны, и низким, когда сигналы А и В имеют одинаковый уровень в высокий или низкий. В серии микросхем 7400 имеются сборки, в которых содержится по 4 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Это, например, схема ЬХ7486Х, показанная иа рис.
2.49. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ имеет специальное условное обозначение, оно тоже показано на рис. 2А9. 2.33. Схемы сравнения на элементах И-ИЛИ-ИЕ На рис. 2.50 показан логический элемент И-ИЛИ-НЕ в микросхеме ЬтЧ?450И. Если к верхнему элементу И (на схеме Л'1) подвести сигналы А и В, а к нижнему (М2) — сигналы А н В, то схема реализует функцию сравнения (компаратор).
Если казьдая из рассматриваемых пар сигналов, т. е. А и В или А и В, имеет на входе один и тот же уровень, то на выходе сигнал будет высокого уровня. В обоих этих случаях один из входов элемента ИЛИ-НЕ получает сигнал высокого уровня. Если же уровни сигналов А и В неоднополярны, то один из входов обоих элементов И получает сигнал низкого уровня и поэтому на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ сигнал имеет низкий уровень. Поскольку элемент ИЛИ-НЕ по отношению к сигналу низкого уровня реализует функцию И-НЕ, то уровень сигнала 1За Глава 2 и |н) Е ГИ7 5=4 В 4 аз ~Ю и (н) в ~н) Рис, 2.50. Компаратор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
