15. Дешифраторы, шифраторы.

Дешифраторы — это логические цепи со многими выходами, предназначенные для перевода двоичного (двоично-десятичного и т. п.) когда в единичный позиционный код. На каждом из выходов сигнал равен единице (или нулю) только при определенном сочетании входных сигналов. В общем случае полный дешифратор имеет п входов и 2ⁿ выходов.

Одноступенчатый, или линейный, дешифратор представляет собой набор цепей «И», входы и выходы которых являются соответственно входами и выходами дешифратора.

Двухступенчатые дешифраторы состоят из дешифраторов первой ступени, воспринимающих непосредственно входные сигналы, и дешифраторов второй ступени, на входы которых подаются сигналы с выходов дешифраторов первой ступени (а также могут подаваться и сами входные сигналы).

Шифраторы выполняют задачу обратную той, которую выполняют дешифраторы: появление логической единицы (логического нуля) на определенном входе приводит к появлению соответствующей кодовой комбинации на выходе.

16. Сумматоры и вычитатели.

Сумматором называется устройство, реализующее алгоритм сложения чисел. Сумматор, с помощью которого складываются двоичные числа называется двоичным.

Вычитателем называется устройство, реализующее алгоритм вычитания чисел.

Графическое обозначение 4-х разрядного сумматора двух операндов имеет следующий вид:

X = X₃ X₂ X1 X₀ - первое слагаемое

X = Y₃ Y₂ Y₁ Y₀ - второе слагаемое

Z = Z₃ Z₂ Z₁ Z₀ - сумма

P_З – Перенос из старшего разряда

Графическое обозначение 4-х разрядного вычитателя двух операндов имеет следующий вид:

х = х3х2х1х0 - уменьшаемое

у = у3у2у1у0 - вычитаемое

z = z3z2z1z0 - разность x-y

q3 – заем в старший разряд х

17. Мультиплексоры. Демультиплексоры.

Мультиплексор – это комбинационный логический узел, с помощью которого осуществляется передача информации из нескольких направлений в одно.

Графическое обозначение 3-х разрядного мультиплексора имеет вид:

Если на входе А действует напряжение логического нуля (U°), то информация из 3-х разрядной магистрали Х параллельным кодом передается в выходную магистраль Z. Если же на входе А действует напряжение логической единицы (U¹), то информация из магистрали Y  на выход мультиплексора.

Демультиплексор предназначен для выполнения действий, обратных мультиплексору. Т.о. де мультиплексор коммутирует поступающую информацию на один из n выходов.

18. Назначение и классификация триггерных устройств.

Триггером называется логическое устройство, имеющее два устойчивых состояния. Одно из них условно связано с хранением единицы (единичное состояние), другое - с хранением нуля (нулевое состояние). Т.е. триггер представляет собой элемент памяти способный хранить бит информации (одну двоичную цифру).

Триггеры классифицируются по различным признакам. Чаще всего по типу входов и типу синхронизации.

По типу входов:

RS-триггеры с раздельной установкой в 0 и 1 (R – «reset» - выключить, S – «set» - установить);

D-триггеры или триггеры задержки (D – «delay» - задержка);

Т-триггеры или триггеры со счетным входом (Т – «toggle»- релаксатор);

JK-триггеры или универсальные триггеры (J – «Jerk» - резко включить, К – «kill» - резко выключить).

По виду синхронизации:

асинхронные (переключаются непосредственно под воздействием сигналов на информационных входах);

синхронные (имеют дополнительный вход синхронизации - С – «clock» и переключаются только в тот момент времени, когда, на входе синхронизации действует импульс напряжения);

комбинированные (имеют две группы входов - синхронные и асинхронные).

19. RS-триггеры.

Асинхронный RS-триггер с прямыми входами

Триггер, имеющий информационные входы s и R. по которым производится раздельная его установка в единичное и нулевое состояние, называется RS-триггером.

Графическое обозначение асинхронного RS-триггера с прямыми входами имеет следующий вид:

Q

S T S-вход установки триггера в единичное состояние;

Q

R R-вход установки триггера в нулевое состояние.

t		t n+1
R n	S n	Q n+1
0 0 1 1	1 0 0 1	1 Q n 0 запрет

Таблица переходов

Q ⁿ - состояние триггера в момент времени t;

Q ⁿ⁺¹ – состояние триггера в момент времени t ⁿ⁺¹ ;

Асинхронный RS-тригтер с инверсными входами.

Триггер, имеющий информационные входы S и R. по которым производится установка в единичное и нулевое состояние, называется асинхронным RS-триггером с инверсными входами.

Графическое обозначение триггера имеет следующий вид:

T		t n+1
R n	S n	Q n+1
1 1 0 0	0 1 1 1	1 Q n 0 запрет

Синхронный RS-триггер.

Т риггер использующий информационные входы S и R, по которым производится установка в единичное и нулевое состояние и вход синхронизации С, называется синхронным RS-триггером.

20. D–триггер.

Синхронный триггер, имеющий информационный вход D, называется D-триггером. Основное назначение D - триггера - запоминание поступившего на информационный вход бита информации по сигналу С и последующего хранения его.

Графическое обозначение D-триггера имеет следующий вид:

Т аблица переходов D-триггера:

t n		t n+1
D n	C n	Q n+1
0 1 0 1	0 0 1 1	Q n Q n 0 1

Вариант принципиальной схемы D – триггера:

21. T–триггеры.

Триггеры Т-типа (триггеры со счетным входом) называют логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями, использующее один информационный вход Т и два выхода.

Триггер Т-типа изменяет свое состояние на противоположное всякий раз, когда на информационный вход Т поступает управляющий (счетный) сигнал.

Графическое обозначение Т-триггера имеет следующий вид:

Т аблица переходов Т-триггера имеет следующий вид:

t n	t n+1
Т n	Q n+1
1 0	Q n Q n

Анализ таблицы переходов показывает, что если на счетном входе действует напряжение логической единицы (счетный импульс), то состояние триггера изменяется на противоположное. При отсутствии счетного импульса триггер хранит предыдущее состояние.

Принципиальная схема триггера:

22. JK-триггеры.

JK-триггер имеет один синхронизирующий вход, два информационных входа J и К, два выхода Q и Q и реализует логическую функцию:

Q ⁿ⁺¹ = K ⁿ Q ⁿ + J ⁿ Q ^n-1

Графическое обозначение триггера:

Таблица переходов JK-триггера:

t			t n+1
J n	K n	C n	Q n+1
0 0 1 1 0 1 1 0	0 1 0 1 1 0 1 0	0 0 0 0 1 1 1 1	Q n Q n Q n Q n 0 1 Q n Q n

Из анализа таблицы следует, что при JK = l триггер переключается под действием синхроимпульсов в состояние, инверсное предыдущему, а в остальных случаях работает аналогично синхронному RS-триггеру.

На основе JK-триггера можно реализовать триггеры Т, RS и D