Цифровые и логические устройства, страница 9

3. Простой дешифратор, имеющий четыре входа и один выход. Он должен обнаружить определённую комбинацию входных переменных и выдать на выход логическую единицу. Для всех остальных комбинаций входных переменных . Пусть заданная комбинация такова: . Тогда типичное обозначение и возможная реализация представлены на рис. 8.21. Дешифратор может иметь и несколько выходов, но для них должны быть заданы другие кодовые комбинации.

8.5.2. Мультиплексоры и демултиплексоры.

Эти устройства реализуют управляемые коммутаторы (переключатели). Мультиплексор (обозначение MX) коммутирует n

входов на один выход, а демультиплексор (DM), наоборот, коммутирует один вход на n выходов. Приведём пример мультиплексора с четырьмя информационными входами, рис. 8.22.  Таблица  его функционирования приведена справа.

 Помимо информационных, коммутаторы имеют

ещё адресные входы (A_k), которые задают номер выбранной входной или выходной переменной. Логическая функция .  Вариант реализации мультиплексора представлен на рис. 8.22б.

8.6. Логические устройства с памятью (последовательные).

Обязательным элементом всех последовательных логических устройств являются различные триггеры. Так называют устройства, имеющие два устойчивых состояния. Поэтому они и образуют элементарные ячейки памяти. Рассмотрим сначала различные триггеры.

8.6.1. RS – триггеры.

 Простейший триггер на элементах Пирса (или-не), и его схемное обозначение представлены на рис. 8.23а. Входные переменные для такого триггера обозначаются буквами R и S, сброс (reset) и установка (set). Буква Т в правом (выходном) прямоугольнике указывает, что это триггер. Обычно триггеры имеют два выхода, основной  и инверсный . Таблица функционирования RS-триггера приведена справа.  есть переменная  до смены входных переменных и после. Значком «х» в таблице отмечено неопределённое состояние. В чём выражается неопределённость? Комбинация входных сигналов  даёт на обоих выходах триггера нули. Нормальная работа триггера оказывается нарушенной, и мы не можем сказать, в каком из двух состояний он находится. Поэтому указанная комбинация оказывается нежелательной, запрещённой. При смене этой комбинации на другую, , новое состояние триггера будет зависеть от последовательности изменений сигналов на входе (где раньше появится ноль). Если запрещённую комбинацию исключить, то закон функционирования RS-триггера выражается формулой .

Отметим одно важное обстоятельство. Триггеры меняют своё состояние только при определённых изменениях сигналов на входах, соответствующих законам их функционирования. Пример реакции RS-триггера на изменения входных сигналов даёт рис. 8.23б. Пусть в исходном состоянии  и . При переходе R в единицу, триггер изменит своё состояние, но на дальнейшие изменения R уже не реагирует, пока . Теперь можно изменить его состояние, только изменив S, при .

Запрещённую комбинацию  на входе триггера можно заблокировать, поставив перед триггером логическое устройство, воспроизводящее нормальные комбинации входных переменных, в то время как запрещённую оно должно преобразовать в одну из нормальных, например в  (хранение). Соответствующая таблица приведена справа, а схема устройства на рис. 8.24а. Тогда получится новый триггер, который иногда называют E-триггером.