Logické obvody II.

Do pouzder číslicových integrovaných obvodů se často umísťují i složitější obvody, složené z mnoha hradel.

Dekodéry

Slouží například k aktivaci jednoho výstupu z několika možných.

Obvod na obrázku se nazývá dekodér 1 ze 4. To znamená, že ze čtyř výstupů má vždy jen jediný z nich aktivní úroveň, v tomto případě L.

Vstupy Výstupy
A B Q0 Q1 Q2 Q3
0 0 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1
0 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 0

V praxi se vyrábějí takové obvody s rozšířenými funkcemi. Např. 1 z 8 (74138), 1 z 10 (7442), 1 ze 16 (74154).

Enkodéry

Provádějí "zakódování" vybraného vstupu na kombinaci několika signálů.

Na obrázku je enkodér 4/2. První dvě hradla zleva zpracovávají prioritu vstupů. Výstup E0 indikuje platný stav na vstupech.

Vstupy Výstupy
A B C D Q0 Q1 E0
1 1 1 1 0 0 0
0 1 1 1 0 0 1
x 0 1 1 1 0 1
x x 0 1 0 1 1
x x x 0 1 1 1

x ... stav vstupu je ignorován

Podobným způsobem jsou realizovány enkodéry 8/3 (74148) a 10/4 (74147)

Klopný obvod RS

Tento obvod vznikne zavedením kladné zpětné vazby mezi dvěma hradly s invertujícím výstupem (NAND nebo NOR).

Příchodem prvního pulsu na vstup R nebo S se obvod překlopí do odpovídajícího stavu. Další pulsy na stejný vstup již jsou ignorovány.

Vstupy Výstupy
S R Q /Q
0 0 Q /Q
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 zakázaný stav

V zakázaném stavu sice nedojde k poškození obvodu, ale na obou výstupech se objeví log 1. Nelze pak definovat stav, který nastane po skončení zakázaného stavu.

Někdy je třeba nastavovat klopný obvod synchronně. K tomu účelu je doplněn hodinový vstup C, podmiňující překlápění.

Vstupy Výstupy
C S R Q /Q
0 x x Q /Q
1 0 0 Q /Q
1 0 1 0 1
1 1 0 1 0
1 1 1 zakázaný stav

V době neaktivního signálu hodin obvod uchovává poslední stav, vstupy R a S jsou ignorovány.

Klopný obvod JK

Někdy není vhodné aby výstup klopného obvodu sledoval změny na vstupu po celou dobu aktivního hodinového signálu.

Klopný obvod JK reaguje pouze na sestupnou hranu hodinového signálu. To je dosaženo vhodným zapojením dvou synchronních obvodů RS za sebou. Navíc je zde ošetřen zakázaný stav.

Vstupy Výstupy
C J K Q /Q
0 0 Q /Q
1 0 1 0
0 1 0 1
1 1 /Q Q

Ve zbývajících situacích (C=0, C=1, náběžná hrana) jsou vstupy J a K ignorovány, výstupy zůstávají beze změny. Do jednoho pouzdra se zpravidla umisťují dva obvody JK (7473, 7476, 74112).

Klopný obvod D

Má jeden datový vstup. Jeho stav se kopíruje na výstup, podle provedení:

1. varianta, reagující na úroveň hodinového signálu, je založená na synchronním obvodu RS. Zakázaný stav je odstraněn invertorem, propojujícím vstupy R a S.

Vstupy Výstupy
C D Q /Q
0 x Q /Q
1 0 0 1
1 1 1 0

Obvykle se do jednoho pouzdra umisťují čtyři takové obvody (7475).

2. varianta, reagující na vzestupnou hranu hodinového signálu, je upravený klopný obvod JK.

Vstupy Výstupy
C D Q /Q
0 0 1
1 1 0

Ve zbývajících situacích (C=0, C=1, sestupná hrana) obvod zachovává poslední stav. Do jednoho pouzdra se umisťují dva (7474), čtyři (74175) nebo šest (74174) takových obvodů.