Классификация цифровых устройств.

1. По разрядости обрабатываемых данных.

• Последовательные: входные и выходные данные поступают последовательно бит за

битом. Для таких устройств характерны низкая скорость (данные идут с разделением по времени).

С другой стороны, мало выводов.

Рисунок 37. Последовательное устройство.

• Параллельные: данные одновременно поступают на все входы и считываются с выходов.

Количество входов и выходов может быть разным. Быстродейственны, но имеют много выходов.

Рисунок 38. Параллельное устройство.

• Последовательно-параллельное: данные поступают последовательно на вход, а выходят

параллельно (или наоборот). Примеры: COM-порт, клавиатура.

2. По принципу действия.

 

1) Комбинационные (Состояние выходных сигналов однозначно определяется текущим состоянием входных сигналов)

 

2) Последовательностные (автоматы с памятью) (Состояние выходных сигналов зависит не только от текущего состояния входного сигнала, но и от всех предыдущих входных сигналов)

 

Типовые комбинационные логические устройства: шифратор без приоритета/ с приоритетом – назначение, основные свойства, характеристики, описание на языке проектирования AHDL (пакет Max Plus II). Примеры применения.

Шифратор (coder) – преобразует входной унарный вход в выходной двоичный.

Обозначается как CD (ИВ).

Рисунок 45. Условное обозначение шифратора.

RDy – выход, показывающий состояние готовности шифратора. Если N – количество входов,

а m – количество выходов, и N = 2 m, то шифратор полный.

Рисунок 46. Таблица истинности шифратора.

Если какому-либо входу задан приоритет, то шифратор приоритетный. Зададим приоритет

входу D7. Таблица истинности такого шифратора выглядит следующим образом:

Рисунок 47. Таблица истинности приоритетного шифратора.

Реализация на AHDL:

TITLE "shifrator";

SUBDESIGN shifrator

(

y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7:input;

rdy, a1,a2,a4,a33: output;

)

variable

a5:tri;

 

BEGIN

a5.oe=!rdy;

a5.in=rdy;

a33=a5.out;

 

table

y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7 => rdy, a4,a2,a1;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 => 1, 0, 0, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1 => 0, 1, 1, 1;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0 => 0, 1, 1, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0 => 0, 1, 0, 1;

0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0 => 0, 1, 0, 0;

0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0 => 0, 0, 1, 1;

0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0 => 0, 0, 1, 0;

0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 => 0, 0, 0, 1;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 => 0, 0, 0, 0;

 

end table;

END;

Типовые комбинационные логические устройства: дешифраторы – назначение, основные свойства, характеристики, описание на языке проектирования AHDL (пакет

Max Plus II). Примеры применения.

Дешифратор (decoder) – преобразует двоичный код в унарный. Из всех выходов

дешифратора активный уровень имеется только на одном. Обозначается как DC (ИД). Если N –

количество выходов, а m – количество входов, и N = 2 m, то дешифратор полный.

Рисунок 41. Условное изображение дешифратора.

Дешифраторы часто имеют разрешающий (управляющий, стробирующий) вход Е. При Е=1

дешифратор работает как обычно, при Е=0 на все выходы устанавливаются неактивные уровни

независимо от сигналов на входе.

Рисунок 42. Таблица истинности дешифратора.

Наблюдается эффект бегущей единички, как видно из таблицы истинности. Это свойство

используется в гирляндах.

Описание на языке AHDL:

 

Часто в микросхемах дешифраторов делают несколько разрешающих входов, а разрешающей комбинаций является их конъюнкция.

 

Реализация на AHDL:

TITLE "Laba2";

SUBDESIGN Laba2

(

y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10,y11,y12,y13,y14,y15: output;

cs1, cs2, a1,a2,a8,a4: input;

 

)

BEGIN

 

y0 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 &!a4 &!a2 &!a1);

y1 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 &!a4 &!a2 & a1);

y2 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 &!a4 & a2 &!a1);

y3 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 &!a4 & a2 & a1);

y4 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 & a4 &!a2 &!a1);

y5 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 & a4 &!a2 & a1);

y6 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 & a4 & a2 &!a1);

y7 =!((!cs1 &!cs2) &!a8 & a4 & a2 & a1);

y8 =!((!cs1 &!cs2) &  a8 &!a4 &!a2 &!a1);

y9 =!((!cs1 &!cs2) & a8 &!a4 &!a2 & a1);

y10=!((!cs1 &!cs2) & a8 &!a4 & a2 &!a1);

y11=!((!cs1 &!cs2) & a8 &!a4 & a2 & a1);

y12=!((!cs1 &!cs2) & a8 & a4 &!a2 &!a1);

y13=!((!cs1 &!cs2) & a8 & a4 &!a2 & a1);

y14=!((!cs1 &!cs2) & a8 & a4 & a2 &!a1);

y15=!((!cs1 &!cs2) & a8 & a4 & a2 & a1);

 

END;

 

Типовые комбинационные логические устройства: мультиплексоры,– назначение, основные свойства, характеристики, описание на языке проектирования AHDL (пакет Max Plus II). Примеры применения.

Мультиплексор – осуществляет коммутацию одного из нескольких входов данных к

выходу. Номер выбранного входа соответствует коду, поданному на адресные входы

мультиплексора. Обозначается как MX (КП).

Рисунок 43. Условное изображение мультиплексора.

Рисунок 44. Таблица истинности мультиплексора.

Вход Е – разрешающий, при Е=1 мультиплексор работает, при Е=0 мультиплексор закрыт.

Типовые комбинационные логические устройства: цифровые компараторы – назначение, структура построения, основные свойства, характеристики, описание на языке проектирования AHDL (пакет Max Plus II). Примеры применения.

Цифровой компаратор – устройство сравнения двух двоичных чисел.

Рисунок 39. Компаратор (а) и его структурная схема (б).

Описание на языке AHDL:

 

Рисунок 40. Таблица истинности функции НЕ М2.

Количество выводов равно количеству уравнений. Компаратор обозначается как SP.