Синтез дискретных устройств. Рассмотрение ряда базовых вопросов построения логических устройств с жесткой логикой на базе современных интегральных схем, страница 4

Мультиплексор

Мультиплексор это устройство, которое обеспечивает переключение n - входов на один выход. В настоящем варианте автомата на информационные входы подадим сигналы поступающие с шифратора (код 7421).

Для построения мультиплексора в качестве переключающих элементов будем использовать логический элемент   И.  Поэтому код сигнала управления, который будет поступать с некоторого дополнительного устройства необходимо преобразовать в десятичный. В нашем случае для управления четырьмя входами достаточно двузначного управляющего кода.

Алгоритм преобразования двузначного управляющего кода в десятичный приведён в таблице 4. Функции работы преобразователя имеют следующий вид:

Принципиальная схема мультиплексора приведена на рисунке 6

Дополнительное устройство

В качестве формирователя адресного кода для мультиплексора разработаем устройство В, которое представляет собой счётчик импульсов с коэффицентом  счёта 4. Алгоритм работы устройства В представлен в таблице 5. Минимизация этого устройства методом карт Карно показана на рисунке 7.. Принципиальная схема устройства В приведена на рисунке 8.

В нашем случае дополнительное устройство это устройство, которое необходимо для функционирования мультиплексора. Выходы дополнительного устройства подключаются к адресным входам мультиплексора.

Пусть данное дополнительное устройство является преобразователем параллельного кода в последовательный. Для этого необходимо спроектировать такое устройство А, которое за один тактирующий импульс формировало бы весь цикл адресных состояний. Принципиальная схема устройства А со схемой подключения к нему устройства В приведена на рисунке 9.

Представленное устройство работает следующим образом:

Как только заканчивается тактовый импульс, поступающий с тактового генератора, устройство А начинает работать. Это обеспечивается запускным генератором, который собран на элементах ---. Данный генератор должен вырабатывать импульсы с частотой в 20 и более раз больше чем частота импульсов тактового генератора. Такое условие необходимо для того, чтобы во время действия нулевого выходного состояния  тактового генератора устройство В имело возможность четырехкратно изменить выходные состояния. Таким образом, за это время на устройство В должно прийти минимум четыре импульса с генератора устройства А. В нашем случае будем подавать на вход устройства В более четырех импульсов. Это необходимо для того, чтобы дополнительное устройство не только преобразовывало параллельный код в последовательный, но и  формировало признак конца кодовой комбинации. Так как на вход устройства В необходимо подать строго четыре импульса, то устройство В подключим через ключ выполненный на элементах ----. Этот ключ выполняет следующие функции: вопервых проверяет выходные состояния устройства В на наличие двух единичных состояния, a вовторых проверяет наличие на входе дополнительного устройства нулевого состояния. Для перевода устройства В в нулевое состояние, то есть для формирования четвертого импульса  служит цепь собранная на элементах -----. Цепь состоящая из элементов ----, служит для формирования временной задержки. Это необходимо для создания интервала времени, которое необходимо для передачи на выход автомата старшего разряда параллельного кода. Для исключения передачи на выход автомата состояния старшего разряда параллельного кода во время действия на выходе тактового генератора единичного состояния, старший разряд подключается к мультиплексору через ключ,  собранный на элементе ---.