Таблица 8. Основные параметры счетчика ИЕ19.

      

     2.7 Мультиплексоры

 
 

      Мультиплексор — устройство, осуществляющее преобразование параллельных цифровых кодов в последовательные.

      Цифровые  многопозиционные переключатели, или  коммутаторы, называют мультиплексорами. Они позволяют коммутировать (передавать) сигналы от нескольких генераторов цифровой информации в единственный выходной провод (шину). Для этого необходимо выбрать соответствующий вход. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал, поэтому иногда их называют селекторами или селекторами-мультиплексорами. Например, для передачи на выход данных от девятого канала следует установить код адреса 1001. Число входов может быть шестнадцать (16), а выход один.

      В курсовой работе используются микросхемы КП14, КП16, которые содержат по четыре одинаковых двухвходовых мультиплексора MS_a...MS_d. Их цоколевка и условные обозначения приведены на рисунке 2.7.1, а логическая структура на рисунке 2.7.2. Микросхема КП16 передает на выходе код без инверсии, а КП14 с инверсией, причем выходы и КП14 имеют третье z-состояние. Если на вход не-ЕО — разрешение выходным данным (вывод 15) — подать напряжение  высокого уровня, то выходы Y_a...Y_d для КПП14 примут состояние z (будут разомкнуты). Если на вход не-ЕО подано напряжение низкого уровня, то осуществляется трансляция данных выходам. Каждый из четырех мультиплексоров имеет по два входа данных I1 и I2. Для их выбора служит вход адреса данных S. Если на вход S подано напряжение низкого уровня, то выбираются входы I1 одновременно всех четырех мультиплексоров, а если на вход S подано напряжение высокого уровня, то выбираются входы I2 всех мультиплексоров одновременно. Состояния мультиплексоров приведены в таблице 9, основные параметры в таблице 10. 
 

      

 

      Рисунок 2.7.1. Условное обозначение и цоколевка микросхем КП16, КП14. 
 

      

 

      Рисунок 2.7.2. Логическая структура микросхем КП14,КП16.

 

       Таблица 9. Состояния мультиплексоров КП14, КП16. 

 
 

      Таблица 10. Основные параметры мультиплексоров КП14, КП16.

     

     2.8 Регистры

 

      Регистр — устройство, предназначенное для  кратковременного хранения и преобразования многоразрядных двоичных чисел. В качестве запоминающих элементов в регистрах используются триггеры. Вспомогательные элементы используются для осуществления следующих операций:

      ввода и вывода из регистра хранимой информации;

      преобразования  кода числа, хранящегося в регистре;

      сдвига  числа влево или вправо на определенное число разрядов;

      преобразования  последовательного кода числа в  параллельный и наоборот и другие. Вспомогательные элементы обычно строятся на основе комбинационных схем.

      Регистры  классифицируют по различным признакам, основными из которых являются способ ввода информации в регистр и ее вывод и способ представления вводимой и выводимой информации.

      По  способу ввода и вывода информации регистры подразделяются на:

      параллельные (регистры памяти);

      последовательные (регистры сдвига);

      параллельно-последовательные.

      По  способу представления вводимой и выводимой информации различают регистры однофазного и парафазвого типа.

      В однофазных регистрах информация вводится либо в прямом, либо в обратном коде, а в парафазных — одновременно в прямом и обратном кодах. Вывод информации из регистров может осуществляться как в прямом, так и в обратном коде.

      В простейшем регистре триггеры соединены последовательно, т. е. выходы предыдущего триггера передают информацию на входы последующего. Тактовые входы С триггеров соединены параллельно. Такой регистр имеет один вход и один выход — последовательные. Вход управления — тактовый вход С.

      Если  ко входу каждого триггера добавить разрешающую логику, то можно осуществить параллельную загрузку данных в регистр. Можно предусмотреть логическую схему параллельного отображения выходных данных. Как правило, выходные элементы такой схемы имеют z-состояния, позволяющие поочередно выдавать информацию по многопроводной шине данных.

      Регистры  могут быть двунаправленные, т. е. записанную информацию можно сдвигать по линейке триггеров вправо или влево. Для включения режима сдвига предусматривают специальный вход.

      В курсовой работе используется микросхема ИР9 и ИР23, ИР9 представляет собой восьмиразрядный сдвиговый регистр, рисунок 2.8.1, имеющий параллельные и последовательный входы, а также комплементарные выходы Q7 и не-Q7, имеющиеся только у последнего триггера, выводы 7 и 9. Исходя из этого, такой регистр используется в качестве элемента задержки. Условное обозначение ИР9 дано на рисунке 28.2.

      Регистр имеет: прямой динамический тактовый вход С, вывод 2; вход разрешения тактовым импульсом СЕ с активным низким уровнем напряжения; информационные входы параллельной загрузки D0...D7, выводы 3...6, 11...14; вход последовательной загрузки S1, вывод 10; вход разрешения параллельной загрузки РЕ, вывод 1 с активным низким уровнем напряжения.

      Входы С и СЕ логически равноправны, поэтому их можно менять местами. Если на входах С и СЕ  действуют напряжения низкого уровня, то данные по регистру не сдвигаются. Данные загружаются в регистр параллельно через входы D0...D7 асинхронно, если на вход разрешения параллельной загрузки РЕ подать напряжение низкого уровня.

      Если  на входе РЕ присутствует напряжение высокого уровня, то данные вводятся в регистр через последовательный вход S1.

      Сдвиг данных вправо на одну позицию происходит при поступлении каждого положительного перепада (фронта) тактового импульса на вход С.

      Остановить  передачу данных (трансляцию) можно, подав  на вход СЕ высокий уровень напряжения.

      Состояния и режимы работы регистра приведены  в таблице 11, основные параметры в таблице 13. 
 

      

 

      Рисунок 2.8.1. Логическая структура микросхемы ИР9.

      

 

      Рисунок 2.8.2. Условное обозначение и цоколевка микросхемы ИР9.

 

       Таблица 11. Состояние регистра ИР9. 

 
 

     Микросхемы  ИР23 — это восьмиразрядные регистры на D-триггерах. с динамическим С-входом. Логическая структура, цоколевка и условное обозначение регистра приведены на рисунке 2.8.3, 2.8.4. Регистр снабжен выходными буферными усилителями, имеющими третье z-состояние, которое можно установить с помощью вывода разрешения не-Е0, если подать на него напряжение высокого уровня. Выходные буферные усилители обладают высокой нагрузочной способностью.

     Регистр ИР23 принимает и отображает информацию синхронно с положительным перепадом тактового импульса, подаваемого на вход С.

     Состояния регистра приведено в таблице 12, а основные параметры в таблице 13. 
 

     

 

     Рисунок 2.8.3. Логическая структура микросхема ИР23. 
 

     

 

     Рисунок 2.8.4. Условное обозначение и цоколевка  микросхемы ИР23. 
 

     Таблица 12. Состояние регистра ИР23. 

 
 

     Таблица 13. Основные параметры регистров  ИР9, ИР23.