Цифровое оборудование

Мультиплексоры, дешифраторы, регистры, счетчики

Мультиплексор

Из простейших логических элементов можно строить и другие узлы. Примером такого узла может быть мультиплексор. Он же коммутатор, он же селектор. Смысл этого узла в том, чтобы организовать логическое переключение сигналов с нескольких входов на один выход. Схема простейшего четырехразрядного мультиплексора показана на рисунке.

Для того, чтобы организовать переключение сигналов с нескольких входов, нам необходимо как-то указать, на какой именно вход следует переключиться. Для этого служат адресные входы. Двоичный код на адресных входах выбирает вход, с которого будет передаваться сигнал на выход. Вы можете самостоятельно выписать на бумажке возможные значения адреса, и убедится, что для схемы приведенной на рисунке, двоичный код на адресных входах всегда будет соответствовать выбранному входу.

Дешифратор

Аналогичным устройством, но выполняющим обратную функцию, служит дешифратор. Он же декодер, он же демультиплексор. Он осуществляет логическую коммутацию одного входного сигнала, на разные выходы. Схема простейшего четырехразрядного дешифратора показана на рисунке. 

Выбор выхода, на который необходимо передать входной сигнал, также как и в мультиплексорах, осуществляется при помощи адресных входов, на которые подается двоичный код, соответствующий номеру выбранного выхода.

Регистры

Если объединять в схемы не простые логические элементы, а триггеры, можно получать не менее полезные устройства. Если у группы триггеров объединить управляющие входы – получится регистр. Регистры используют для запоминания слова данных, состоящего из нескольких разрядов. Поскольку управляющие входы регистра объединены, все разряды данных запоминаются в регистре одновременно.

Если в регистре объединять не только управляющие входы, но и комбинировать входы и выходы данных, можно получать различные регистры специального назначения. Наибольшее распространение имеют двоичные счетчики и сдвиговые регистры.

Счетчики

Если у обычного триггера инверсный выход данных соединить с его входом данных, а на управляющий вход подать периодические импульсы, то получится делитель частоты. Действительно, каждый импульс будет менять состояние триггера на противоположное. Если соединить последовательно несколько таких делителей, получится двоичный счетчик. Причем двоичный код на выходах данных такого счетчика будет соответствовать числу поступивших импульсов.