Демультиплексоры
Мультиплексоры с дополнительными функциональными узлами
Каскадирование мультиплексоров
Один из способов увеличения числа коммутируемых каналов – это использование дополнительных логических элементов и стробирующих входов. На рис. 58 представлена схема мультиплексора 16®1 на базе КП7 (мультиплексор 8®1). Используя методы каскадирования, на основе мультиплексора 8®1 можно реализовать любой мультиплексор 8Ч2n®1, где n – число управляющих входов. Для этого в приведенной схеме необходимо заменить дешифратор 1®2 на инверторе на дешифратор n®2n с инверсными выходами, а двухвходовой элемент И-НЕ на n-входовой ЛЭ И-НЕ.
Рис. 58
Второй способ увеличения числа коммутируемых каналов – использование дополнительного мультиплексора, который выбирает один из рабочих мультиплексоров. Мультиплексор 64®1 на базе КП7 ( мультиплексор 8®1) представлен на рис. 59.
Рис. 59
Мультиплексоры с Z-состоянием позволяют увеличивать число коммутируемых каналов без дополнительных ЛЭ на выходе, т.к. возможно непосредственное объединение выходов отдельных мультиплексоров и управление работой отдельных ИМС сигналами ОЕ.
Мультиплексоры 2®1 могут использоваться для реализации параллельных регистров с возможностью записи данных от двух источников. УГО мультиплексора с регистром памяти представлено на рис. 60, а. На рис. 60, б раскрыта его функциональная схема. По сигналу А производится выбор числа Х илиY с последующей записью в регистр RG.
Рис. 60
В мультиплексоры могут быть добавлены асинхронные потенциальные или синхронные регистры памяти для фиксации входных данных и адреса, или только
данных, или только адреса. Например, 74LS354 – мультиплексор 8®1 с асинхронными регистами памяти данных RGD и адреса RGAR с Z-состоянием. На рис. 61 представлены УГО (а) и функциональная схема (б) данного мультиплексора.
Рис. 61
Некоторые виды мультиплексоров можно использовать для сдвига цифрового кода. На рис. 62 представлены УГО и таблица состояний 4-х разрядных сдвигающих мультиплексоров с Z-состоянием ИР 21 и ИР42.
i | A1A0 | j | ||||
-1 | ||||||
-1 | -2 | |||||
-1 | -2 | -3 |
Рис. 62
Для реализации кольцевого мультиплексирования выполняют соединения входных линий.
Демультиплексор – устройство, выполняющее функцию обратную мультиплексору. Демультиплексор имеет один информационный вход, k управляющих входов и n информационных выходов.
Так же, как и для мультиплексора, для демультиплексора справедливо выражение 2k=n. Функцию демультиплексора можно записать Fi= E·Ki(v), где Fi – i-ый выход, E – информационный вход, Ki(v) – комбинация на управляющих входах. Работу демультиплексора можно описать логическими уравнениями:
Функциональная схема демультиплексора 1®4 и его таблица состояний представлены на рис. 63.
V2 | V1 | F0 | F1 | F2 | F3 |
E | |||||
E | |||||
E | |||||
E |
Рис. 63
Для дешифраторов вход E является стробирующим, а демультиплексоров – информационным. Схема демультиплексора аналогична схеме дешифратора со стробированием, поэтому в интегральном исполнении демультиплексоры рассматриваются аналогами дешифраторов.
Функциональное обозначение демультиплексоров DMX. Обозначения DMX или DC на УГО ИМС используются, исходя из реализуемой функции. Для дешифраторов выполняется преобразование k®n, а для демультиплексора - 1®n.
Рис. 64
В качестве примера на рис. 64 приведены УГО ИМС демультиплексоров.
ИД3 – демультиплексор 1®16 (а).
ИД7 – демультиплексор 1®8 (б).
74ALS131 – демультиплексор 1®8 с адресными регистрами (в).
Аналогично дешифраторам осуществляется каскадирование демультиплексоров. На рис. 64, г представлена схема демультиплексора 1®8 реализованного на ИМС ИД4 (сдвоенный демультиплексор 1®4).