Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

Допустим необходимо минимизировать ФАЛ, заданную таблицей 5. Составля- ем карту Вейча, объединяем “1” в две области и записываем ФАЛ в ДНФ

Y(X2 X1X0 ) = X1 X2 + X0X2

Полученное выражение может быть реализовано на логических элементах И, ИЛИ, НЕ(рис.118а). Дизъюнктивная форма функции может быть преобразована в конъюнктивную нормальную форму. Для этого производим двойную инвер- сию и используем принцип двойственности.

Y(X2 X1X0 ) = X1 X2 + X0X2 = X1 X2 + X0 X2 = X1 X2 × X0X2

Полученное выражение реализуется на логических элементах И-НЕ (рис.118,б).

Рис.118. Схема реализации ДНФ(а) и КНФ(б).

4.2. Классификация логических устройств

Логические устройства могут быть классифицированы по различным признакам.

В зависимости от способа ввода и вывода информации цифровые устрой-

ства подразделяются на последовательные, параллельные и последовательно- параллельные.

Последовательным называется устройство, в котором входные сигналы по- ступают на вход, а выходные сигналы снимаются с выхода последовательно разряд за разрядом.

101

Устройство называется параллельным, если входные сигналы подаются на вход, а выходные сигналы снимаются с выхода одновременно.

В последовательно-параллельных устройствах входные и выходные сигналы представлены в разных формах. Либо на вход сигналы поступают последова- тельно сигнал за сигналом, а с выхода они снимаются одновременно, либо на- оборот.

По принципу действия все цифровые устройства делятся на два класса: комбинационные и последовательные(накопительные).

Комбинационными цифровыми устройствами (ЦКУ) называются устройст-

ва, выходные сигналы которых определяются только действующими в данный момент входными сигналами и не зависят от внутреннего состояния устройст- ва.

Последовательными устройствами называются цифровые устройства, вы- ходные сигналы которых зависят не только от входных сигналов, но и от внут- реннего состояния устройства. Этот тип устройств часто называют цифровыми автоматами.

4.3.Комбинационные цифровые устройства

Ккомбинационным ЦУ относятся: дешифраторы, шифраторы, мультип- лексоры, демультиплексоры, комбинационные сумматоры и АЛУ.

Дешифратором называется комбинационная цифровая схема с несколькими

входами и выходами, преобразующая код, подаваемый на входы, в сигнал на одном из выходов. Если дешифратор, имеющий n входов, имеет 2n выходов, то

102

такой дешифратор называется полным. Если количество выходов меньше, то дешифратор называется неполным.

Логическая схема дешифратора на четыре выхода приведена на рис.119. Поведение дешифратора описывается таблицей истинности(рис.119в). Ис-

пользуя карту Вейча, получаем Y0 = X1 × X0 , Y0 = X1 × X 0 , Y0 = X1 × X0 , Y0 = X1 × X 0 .

Дешифраторы выпускаются, как правило, в виде микросхем с количест- вом выходов 4, 8, 10, 16, 32. Ряд микросхем имеют инверсные выходы, напри- мер, К555ИД3.

Рис.120. Схема шифратора(а), условное обозначение(б), таблица истинности(в)

Шифратором называется устройство, предназначенное для преобразова- ния чисел из десятичной системы в двоичную. Логическая схема шифратора на два выхода приведена на рис.120.В соответствии с таблицей истинности (рис. 120в), используя карты Вейча, получаем: Y0=X1+X3; Y1=X2+X3.

Рис.121. Схема мультиплексора(а), условное обозначение(б), таблица истинности(в).

103