Мультиплексоры и демультиплексоры




Лекция 22

Преобразователи кодов

Устройства, которые производят перекодирование, т.е. замену одного кода другим кодом ему эквивалентным, называют преобразователем кодов. Преобразователь имеет n входов и k выходов, причем соотношение между ними может быть любым. Преобразователи кодов выпускаются в интегральном исполнении для выполнения распространенных операций:

- преобразователи двоично-десятичного кода в двоичный;

- преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный;

-преобразователи двоичного кода в код управления семисегментными индикаторами.

Преобразователи двоичного кода в код управления семисегментными индикаторами широко применяются в системах индикации цифровых значений.

Индикатор состоит из семи светодиодов, образующих цифру «8». Включая и выключая отдельные диоды (сегменты) можно получить изображение цифр от «0» до «9» и знаков, используемых в 16-ричной системе. На рисунке 22.1 показано подключение семисегментного индикатора к преобразователю кодов.

Рисунок 22.1 - Преобразователь кодов и семисегментный индикатор

 

Шифраторы и дешифраторы

 

Разновидностью преобразователей кодов является шифратор. Шифратором называют преобразователь кодов, который имеет n входов и k выходов, причем при подаче сигнала только на один из входов, на выходах появляется двоичный код, эквивалентный возбужденному входу. Примером шифратора может служить преобразователь 8-ми разрядного единичного кода в двоичный код (рисунок 22.2). Шифратор имеет восемь входов соответствующих значениям от 0 до 7, и четыре выхода, с соответствующими весовыми коэффициентами 1,2,4,8. Рассмотрим принцип построения шифратора. Если на все входы подать нулевые уровни, то все выходы будут также иметь нулевые уровни. Если подать высокий уровень на вход «1», то на выходе 1 появится высокий уровень, который будет появляться при подаче высокого уровня на любой из нечетных входов.

Рисунок 22.2 - Схема шифратора и его условное графическое обозначение

 

Следующий выход 2, он будет появляться при подаче сигнала на вход, номер которого в двоичном представлении содержит число 2. Это входы с номерами 2,3,6,7. Третий выход соответствует числу 4, он будет появляться при подаче сигнала на вход, номер которого в двоичном представлении содержит число 4. Это входы с номерами 4,5,6,7. Как видно из построений, число выходных шин меньше, чем входных, что позволяет передать информацию по меньшему числу шин. Для обратного преобразования используют дешифраторы.

Дешифратором называют преобразователь кодов, который имеет n входов и k выходов, причем каждой комбинации сигналов на входе соответствует единичный сигнал только на одном выходе. Дешифраторы часто применяются для обратного преобразования двоичного кода в единичный. Дешифратор имеет число входов равное разрядности двоичного кода, число выходов разрядности унитарного кода. Рассмотрим простейший, который используется для преобразования двоичного кода с выхода двухразрядного счетчика (рисунок 22.3,а) в единичный код. Дешифратор имеет два входа и четыре выхода. Каждой комбинации входных сигналов соответствует единичный сигнал только на одном из выходов, как показано в таблице (рисунок 22.3,b). Дешифратор (рисунок 22.3,c) содержит два элемента НЕ и четыре элемента И. Схема соединения составлена так, чтобы на входы элемента И подавались единичные уровни, которые соответствуют значению унитарного кода на выходе. Так, чтобы получить высокий уровень на выходе y0 на входы элемента И необходимо подать сигналы и . Условное графическое обозначение такого дешифратора показано на рисунке 22.3.d

Рисунок 22.3 - Счетчик двухразрядный (а),

таблица истинности дешифратора (b), схема дешифратора (с),

условное графическое обозначение дешифратора (d)

 

Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексором называется устройство, которое коммутирует в желаемом порядке информацию, поступающую по нескольким входным линиям связи на одну выходную линию.

Структурная схема мультиплексора (рисунок 22.4,а) представляет собой переключатель, положение скользящего контакта которого зависит от комбинации управляющих сигналов А0 и А1 в соответствии с таблицей состояний (рисунок 22.4,b). Мультиплексоры выпускаются в интегральном исполнении, схема самого простого приведена на рисунке 22.4,c. Мультиплексор состоит из линейки элементов И, число которых определяется числом входных линий, и дешифратора двоичного кода в единичный код. В зависимости от двоичного кода поступающего на вход, дешифратор формирует единичный уровень на одном из выходов. Этим сигналом, поступающим на соответствующий элемент И, информация со входа передается на элемент ИЛИ, далее на выход. Мультиплексоры в интегральном исполнении могут иметь 2,4,8,16 входов и, соответственно, 1,2,3,4 управляющих входа. Часто добавляется разрешающий вход V и вход ОЕ. устанавливающий выход в третье состояние.

 

Рисунок 22.4 - Структурная схема мультиплексора (а), таблица состояний (b), схема мультиплексора (с), условное графическое обозначение (d)

 

Демультиплексором называется устройство, которое коммутирует в желаемом порядке информацию, поступающую на одну входную линию по нескольким выходным линиям связи. Выбор выходной линии осуществляется при помощи сигналов, поступающих на адресные входы. Демультиплексор выполняет преобразование, обратное действию мультиплексора. Схема демультиплексора (рисунок 22.5,а), сходная со схемой мультиплексора. Она также содержит дешифратор двоичного кода в единичный, который управляет элементами И. Часто вместо элемента И используют аналоговый ключ (рисунок 22..5,b). Он состоит из двух комплементарных полевых транзисторов с индуцированным каналом, которые управляются сигналами, поступающими с дешифратора. Верхний n -канальный транзистор открывается при нулевом уровне на затворе, а нижний - при положительном высоком уровне. Два транзистора, включенные параллельно, позволяют уменьшить влияние на сопротивление канала значения коммутируемого напряжения. Такой ключ эквивалентен электрическому реле (рисунок 22.5,b).

 

Рисунок 22.5 - Схема демультиплексора (а), схема аналогового ключа (b), условное графическое обозначение (с)

 

Индуцированные каналы будут соединены параллельно, они образуют гальваническую связь между входной линией и одной из выходных.

В этом случае демультиплексор может выполнять функции мультиплексора, необходимо только изменить функциональное назначение входной и выходных линий. При изображении принципиальных схем используется условное графическое обозначение (рисунок 22.5,d). Мультиплексоры и демультиплексоры достаточно широко применяются как в виде отдельных микросхем, так и в составе больших интегральных схем.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: