Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
помощью последовательно включенных таймеров 555.
13.16 Мультиплексоры данных
Очень важной процедурой в цифровых системах является операция,
обеспечивающая подачу данных в нужные места. Например, если нужно сложить
числа, имеющиеся на выходах двух регистров, то нам следует обеспечить
подключение выходов этих регистров к входам сумматора для выполнения
данной конкретной операции. В другой раз нам могут понадобиться входы
сумматора для работы с некоторыми совершенно другими сигналами, скажем с
выходов двух счетчиков. Такая процедура выбора данных эквивалентна
переключению на много направлений и называется мультиплексированием
(часто используется аббревиатура MUX).
На рис. 13.52 показано, как можно воспользоваться простыми логическими
схемами для выбора одного из двух входов для подключения к одной
сигнальной линии. Когда напряжение на входе выбора канала S имеет низкий
уровень, сигнал с входа D0 поступает на выход Y, поскольку логическая
схема И разблокирована; когда на входе S высокий уровень, то на выходе
появляется сигнал со входа Dy
Демультиплексирование, как это следует из названия, является обратной
Мультиплексоры данных 419
операцией, применяемой для переключения одного входа данных в несколько
различных мест. Снова двунаправленное переключение можно осуществить
простыми логическими схемами И (рис. 13.53). Данные со входа D передаются
на выход У0 при низком уровне напряжения на линии выбора канала S и
- на выход Yt при высоком уровне напряжения на входе S.
Рис. 13.52. 2-входовый селектор Рис. 13.53. Демультиплексор на
данных (мультиплексор). 2 направления.
В процессе мультиплексирования и демультиплексирования, как правило,
участвует более двух источников и потребителей данных и для этой цели
выпускаются специальные микросхемы. На рис. 13.53 приведен интегральный
мультиплексор 8 на 1 (ИС 74НС151), который является реализацией в
логическом варианте однополюсного переключателя на 8 направлений, где
положение переключателя определяется двоичным числом на входах выбора
направления S2SlS0, а выход берется с подвижного контакта переключателя.
На единственном выходе Y появляются данные с одного из выбранных входов
Dq-t-Dj ¦ Имеется также инвертированный выход у . Если на выходе не нужен
сигнал ни одного из входов, то на разрешающий вход ? , который на рисунке
показан подключенным к земле, подается высокий уровень.
На рис. 13.55 показано, как можно демультиплексировать сигнал из
единственной линии на восемь выходов, применяя ИС 74НС138, которая
подобна однополюсному переключателю на 8 направлений с входным сигналом,
поданным на подвижный контакт. Черта в обозначении входа данных ?,
указывает на то, что сигнал на этом входе имеет активный низкий уровень,
и это свойство учитывается на выходах Y0+Y7, где также производится
инвертирование. Окончательный результат состоит в отсутствии инверсии при
демультиплексировании, но следует отметить, что не выбранные выходы имеют
высокий уровень напряжения, а не низкий, как можно ожидать у простого
поворотного_переключателя. У схемы имеются также дополнительные входы
разрешения Е2 (низкий активный уровень) и ?3 (высокий активный уровень).
Хотелось бы обратить внимание на то, что процедура демультиплексирования
очень похожа на дешифрование двоичных чисел: возвращаясь к рис. 13.38,
видим, что ИС 74154 можно применить в качестве демультиплексора 1 на 16,
отключив вход ?, от земли и используя его как вход данных.
420 Цифровые логические схемы
+s в
+5 в
Рис. 13.54. Мультиплексор 8 на 1 - ИС 74НС151.
?,
16
6
7
9
10
4 II
12
13
14
15
74НС138 5
8
3 2 1
GND
•Y,
¦К
У,
Г,
¦п
-г,
-Y"
-о В
Рис. 13.55. Демультиплексор 1 на 8 ИС - 74НС138.
13.17 Соединение логических схем
13.17.1 Общие предостережения
Разработка логических устройств требует внимания как к теории, так и к
практике. В созданной системе из логических элементов, а также блоков,
выполняющих арифметические функции, счетчиков и т. д., должны выполняться
не только требуемые в принципе операции, но, кроме того, все микросхемы
должны быть соответствующим образом соединены друг с другом. Другими
словами, каждая логическая схема должна выдерживать нагрузку, образуемую
подключенными к ней следующими схемами. В некоторых конструкциях
необходимо продумать, сколько входов логических схем мы можем подключить
к одному выходу, не перегружая его. Численное значение этой величины
определяется нагрузочной способностью логической схемы. Один выход TTJI-
схем имеет, как правило, нагрузочную способность равную 10, то есть его
можно нагрузить входами 10 схем той же серии. ТТЛШ-схемы имеют
нагрузочную способность равную 24 для схем из этой же серии и только 6
для входов "стандартных" TTJI-схем.
Поскольку микросхемы серии 74НСОО с полевыми транзисторами на входе имеют
пренебрежимо малый входной ток при постоянном напряжении, можно
предположить, что любой выход обеспечивает почти бесконечную нагрузочную
