1. Circuitos combinacionais
Alguns circuitos de lógica combinacional são tão usados, que frequentemente eles são considerados como elementos de circuitos (assim como portas lógicas).
1.1. Multiplexadores
Multiplexadores oferecem uma forma de selecionar um entre vários sinais digitais. Um multiplexador terá, em geral, n entradas e uma saída.
A entrada que será roteada até a saída é determinada pelo padrão de bits nas m linhas de controle. Dessa forma, o número n de entradas que podem ser multiplexadas é 2m.
Multiplexadores são geralmente nomeados de acordo com a sua quantidade de entradas: n-para-1, 1-para-n ou seletores de dados.
A expressão booleana que representa um multiplexador 2-para-1 é a seguinte:
Exercício
- Desenhe o circuito e escreva a equação descrevendo a saída de um multiplexador 4-para-1.
Solução
Um multiplexador consiste de múltiplas portas AND. Quando uma delas é ativada (todos os pinos em 1), a entrada é roteada através dela e depois pela porta OR.
Precisamos usar as linhas de controle para ativar uma entrada por vez. Com 2 linhas de controle, controlamos (22 = 4) entradas.
O padrão de bits que determinará a seleção de cada entrada é o seguinte:
| A | B | Z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | D0 |
| 0 | 1 | D1 |
| 1 | 0 | D2 |
| 1 | 1 | D3 |
Ou seja, a entrada E0 será selecionada quando (A = 0) e
(B = 0).
Logo, temos a equação a seguir que representa o multiplexador 4-para-1.
1.3. Demultiplexadores
Demultiplexadores implementam a operação reversa dos multiplexadores, uma vez que permitem que uma única entrada seja roteada para uma de n saídas. Esse circuito, geralmente chamado de demultiplexador 1-para-n, consiste de n portas AND, uma para cada uma das 2m combinações das m entradas de controle.
1.4. Decoders
Um decoder é, essencialmente, um demultiplexador sem linhas de entrada. Então, em vez de alimentar uma linha de entrada através da saída selecionada, simplesmente a saída selecionada se tornará ativa.