| 6.5. Demultiplexer oder Adress-DECODER mit der Funktion 1 aus n |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 30.11.20 18:16:54 |
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Demultiplexer sind logische Schaltungen, welche ein Eingangsbit auf einen detizierten Ausgang senden können, wobei die Auswahl des Ausganges adressierbar ist. Demultiplexer sind Anordnungen von AND-Verknüfungen der Eingänge (Adressen, Freigabe sowie das Dateneingangsbit), welche die einzelnen Ausgänge über Adressbits logisch genau festlegen. Sie lassen sich Prizipiell nach den Regeln der Kanonischen Normalformen sowie der Karnaugh-Tafeln erstelln - sind dann jedoch für große Bitbreiten (das trifft bereits bei acht zu) extrem aufwendig. |
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Adress-DECODER (1 aus n-Logik) werden oft im Zusammenwirken mit MULTIPLEXERn
(n zu 1 Logik) eingesetzt
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1. 1 aus n Decodierung -Funktionsprinzip 2. Decoder-Prinzip-Schaltung 3. Bauelementeliste 4. Decodieraufgaben 5. Verwandte Themen |
| 1. Funktionsprinzip |
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Ein Demultiplexer ist im Prinzip eine Anordnung von Schaltern mit einem Eingang
(Dateneingang) und n Ausgängen, die
dazu, dient, jeweils eine der Ausgangsleitungen mit dem Eingang zu verbinden, d. h.
den Eingang auf die Ausgangsleitung zu schalten. Bei digitalen Signalen an den Dateneingängen werden als Schalter einfache Gatter
verwendet. Die Eingangsleitung wird parallel an alle AND-Gatter als Tor geführt; die Ausgänge
jedes AND-Gatters sind bilden die Ausgänge des Demultiplexers. Die Öffnung des Tores kann auf direkte Weise durch eine LH-Impulsflanke geschehen, die an einem weiteren Gattereingang liegt. In den meisten praktischen Fällen erfolgt die Ansteuerung der Gatter jedoch im Dualcode über sog. Adresseneingänge. Hierzu besitzt jedes der m Gatter noch n Adresseneingänge. Außerdem können über einen zusätzlichen gemeinsamen Strobe-Eingang (Sperreingang) alle Eingangsleitungen unabhängig von den Adresseneingängen vom Ausgang getrennt, d. h. gesperrt werden. Demultiplexer (data selectors) haben somit die Funktion von Auswahlschaltern. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, m verschiedene Signale, die in paralleler Form auf m Leitungen liegen, zeitmultiplex, d. h. zeitlich nacheinander auf eine Ausgangsleitung zu schalten (Zeitvielfach). Die Reihenfolge der Durchschaltung ist zunächst beliebig. Meist liegt der Multiplexer als integrierter Schaltkreis mit fest verdrahteten Adressenleitungen vor. Jedem n-stelligen Codewort als Adresse ist dann ein bestimmter Demultiplexer-Datenausgang fest zugeordnet; wenn dieses Codewort an dem Adresseneingang anliegt, ist der Eingang auf den betreffenden Ausgang durchgeschaltet. Erfolgt die Ansteuerung der Adresseneingänge mit einer Impulsfolge über einen Zähler, der im selben Code arbeitet, so werden die Dateneingänge nacheinander zyklisch auf den Ausgang geschaltet. Auf diese Weise lassen sich z. B. Abtastschaltungen oder eine Parallel-Serien-Umwandlung von Codewörtern (Dualzahlen) realisieren. Man kann den Demultiplexer auch als einstufigen Coder betrachten, bei dem über jedes Codiergatter (als AND-Gatter) noch eine Datenleitung geführt ist und bei dem alle Decodierausgänge auf je einen Ausgang führen. Der Multiplexer löst die umgekehrte Aufgabe, indem er die parallel ankommenden Daten zeitseriell auf eine Ausgangsleitung verteilt. Jeder Decoder kann auch als Demultiplexer verwendet werden, falls jedes der Decodiergatter noch einen weiteren gemeinsamen Eingang (für die Datenleitung) hat. Die Ansteuerung von Multiplexern und Demultiplexern muss synchron erfolgen. |
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| 2. Prinzipschaltung |
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Typischerweise sprechen wir von Auswahldecodern, also denjenigen Bauelementen, ohne die eine Aufteilung in Arbeitsbereiche und Gliederung in Komponenten, welche sich einen BUS teilen sollen, nicht möglich. |
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| 3. Bauelementelisten Multiplexer |
| Klasse | Bauelemente-Typ | Funktion |
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74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) |
7441 | BCD-zu-Dezimal-Decoder |
| 74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) | 7442 | BCD-zu-Dezimal-Decoder |
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74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) |
7445 | BCD-zu-Dezimal-Decoder |
| 74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) | 7443 | BCD-zu-Dezimal-Decoder |
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74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) |
74137 | 1 aus 8-DEMULTIPLEXER (DECODER) mit Adress-Latch und STROBE |
| 74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) | 74138; i8205 | 1 aus 8-DEMULTIPLEXER (DECODER) STROBE |
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74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) |
74154 | 1 aus 16-DEMULTIPLEXER (DECODER) STROBE |
| 74 - ; 74 LS; 47 HCT (CMOS) | 7443 | 8-zu-1-MULTIPLEXER mit negiertem und nichtnegiertem Ausgang; STROBE |
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4000-er Serie (CMOS) |
4028 | BCD zu Dezimal-DECODER/ZÄHLER BCD zu 1 aus 10 |
| 4000-er Serie (CMOS) | 4051 | 8 zu 1 MULTIPLEXER/DEMULTIPLEXER (1 aus 8) mit 3 Bit Adresseingang, für Analogsignale |
elektrische Bauelemente-Übersicht Demultiplexer in verschiedenen Technologien
| 4. Decodieraufgaben |
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Was nun hier folgt, ist theoretisch sinnvoll nur noch mittel Microcontrollern und/oder EPROM-Logik zu lösen. Aber dazu muss man diese eleganten Winzlinge erst einmal für sich erobert und verinnerlicht haben. Und natürlich ist es eine logische Herausforderung, auch komplexe Denkstrukturen zu entwickeln (wobei auffällt (und das ist eine Freikarte für Microcontroller sowie Unterprogramme), dass sich Elemente wiederholen).also auch schon mal ein wenig verschachtelt in den Denkstrukturen geschrieben - das geht nämlich auch schon ;-) |
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René Rauschenbach's fiese Aufgabe - aber ich hab' sie - sogar mehrere mögliche Lösungen (Arbeitszeit: 2 Stunden für alle von mir gefundenen Varianten) |
| 5. Verwandte Themen |
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Decoder schreiben aus einem faktisch beliebigen Eingangscode (einige sind allerdings hierbei privilegiert) einen gewünschten Ausgangscode. Typisch für den hier aufgeführten Bereich sind aller dings die 1 aus n-Decoder - aber der gesamte Bereich ist durchaus weiter gefasst. | ||||||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost im Januar 2000 |
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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus (das haben wir schon den Salat - und von dem weiß ich!) nicht mehr teilzunehemn ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
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Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-) |
