20186

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ/ ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мультиплексор является устройством которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу. Мультиплексор имеет несколько информационных входов D0 D1 . При подаче стробирующего сигнала на вход С мультиплексор выбирает один из входов адрес которого задается двоичным кодом на адресных входах и подключает его к выходу.26 Таким образом подавая на адресные входы адреса различных информационных входов можно передавать цифровые сигналы с этих входов на выход Q.

Русский

2013-07-25

74 KB

24 чел.

МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ/ ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ.

Мультиплексоры.

Назначение и принцип работы.

Мультиплексор является устройством, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу. Мультиплексор имеет несколько информационных входов (D0, D1, ...), адресные входы (А0 А1, ...), вход для подачи стробирующего сигнала С и один выход Q. На рис. 6.26,ф показано символическое изображение мультиплексора с четырьмя информационными входами.

Каждому информационному входу мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. При подаче стробирующего сигнала на вход С мультиплексор выбирает один из входов, адрес которого задается двоичным кодом на адресных входах, и подключает его к выходу.

рис 6.26

Таким образом, подавая на адресные входы адреса различных информационных входов, можно передавать цифровые сигналы с этих входов на выход Q. Очевидно, число информационных входов nинф и число адресных входов nадр связаны соотношением nинф = 2nадр.

Таблица 6.13

Адресные
входы

Стробирующий
сигнал

Выход

A1

A0

*

*

0

0

0

0

1

D0

0

1

1

D1

1

0

1

D2

1

1

1

D3

Функционирование мультиплексора определяется табл. 6.13. При отсутствии стробирующего сигнала (C = 0) связь между информационными входами и выходом отсутствует (Q = 0). При подаче стробирующего сигнала (C = l) на выход передается логический уровень того из информационных входов Di, номер которого i в двоичной форме задан на адресных входах. Так, при задании адреса AlA0 = ll2 = 310 на выход Q будет передаваться сигнал информационного входа с адресом 310, т. е. D3.

(6.24)

 

По этой таблице можно записать следующее логическое выражение для выхода Q:

Построенная по этому выражению принципиальная схема мультиплексора показана на рис. 6.26,б.

В тех случаях, когда требуется передавать на выходы многоразрядные входные данные в параллельной форме, используется параллельное включение мультиплексоров по числу разрядов передаваемых данных.

Использование мультиплексоров для синтеза комбинационных устройств.

Мультиплексоры могут быть использованы для синтеза логических функций. При этом число используемых в схеме элементов (корпусов интегральных микросхем) может быть значительно уменьшено.

Логическое выражение мультиплексора (6.24) содержит члены со всеми комбинациями адресных переменных. Следовательно, если требуется синтезировать функцию трех переменных f(x1, x2, х3), то две из этих переменных (например, x1, х2) могут быть поданы на адресные входы А1, и А0, и третья x3 - на информационный вход.

Например, пусть требуется синтезировать функцию, заданную табл. 6.14. Логическое выражение функции

Рассматривая переменные xl, х2 в качестве адресных переменных получим табл. 6.15, из которой видно, что мультиплексор на выходе Q реализует заданную логическую функцию. Принципиальная схема показана на рис. 6.27.

Таблица 6.14

Таблица 6.15

 

Очевидно, на четырехвходовых мультиплексорах может быть синтезирована любая функция трех переменных, на восьмивходовых мультиплексорах - любая функция четырех переменных и т. д.

При синтезе комбинационных схем мультиплексоры могут быть использованы совместно с элементами некоторого базиса. Пусть общее число переменных функций n. Тогда, если мультиплексор имеет nадр адресных входов, то на них подаются nадр переменных, а на его информационные входы подаются функции n-nадр переменных.

рис 6.27

рис 6.28

рис 6.29

Пусть, например, требуется синтезировать логическую функцию четырех переменных с использованием четырехвходового мультиплексора. Если адресными переменными являются x1, х2, то на информационные входы мультиплексора должны подаваться функции переменных х3 и x4, определяемые показанными в табл. 6.16 областями таблицы Вейча. Внутри каждой очерченной для информационных входов области таблицы Вейча проводится минимизация обычными методами, после чего строятся схемы, формирующие подаваемые на информационные входы мультиплексора функции.

Покажем этот прием на реализации функции, заданной табл. 6.17.

При подаче переменных x1 и х2 на адресные входы мультиплексора на его информационные входы должны подаваться D0 = 1; D1 = 0; D2 = x3 . 4, D3 = 4. Реализующая заданную функцию схема показана на рис. 6.28.

Следует иметь в виду, что синтезируя логическое устройство с использованием мультиплексора, необходимо также построить вариант схемы без использования мультиплексора. Затем сравнением полученных вариантов определить, какой из вариантов оказывается лучшим по числу используемых в схеме корпусов интегральных схем.

Мультиплексорное дерево.

Максимальное число входов мультиплексоров, выполненных в виде интегральных схем, равно восьми. Если требуется построить мультиплексорное устройство с большим числом входов, можно объединить мультиплексоры в схему так называемого дерева. Такое мультиплексорное дерево, построенное на четырехвходовых мультиплексорах, показано на рис. 6.29. Схема состоит из четырех мультиплексоров первого уровня с адресными переменными x1, х2 и мультиплексора второго уровня с адресными переменными x3, x4. Мультиплексорное устройство имеет 16 входов, разбитых на четверки, которые подключены к отдельным мультиплексорам первого уровня. Мультиплексор второго уровня, подключая к общему выходу устройства выходы отдельных мультиплексоров первого уровня, переключает четверки входов. Внутри же четверки требуемый вход выбирается мультиплексором первого уровня. По такой схеме, используя восьмивходовые мультиплексоры, можно построить мультиплексорное устройство, имеющее 64 входа.

Таблица 6.16

Таблица 6.17

В первом и втором уровнях мультиплексорного дерева можно использовать мультиплексоры с разным числом входов. Если в первом уровне такого дерева используются мультиплексоры с числом адресных переменных nадр1, а во втором - с числом переменных nадр2, то общее число входов мультиплексорного дерева будет равно nинф = 2nадр1 + nадр2, а число мультиплексоров в схеме составит 2nадр2 + 1 .

Мультиплексорные деревья могут использоваться не только для переключения каналов, но и для синтеза логических функций.

 

Демультиплексоры.

Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов. Он представляет собой устройство, которое осуществляет коммутацию входа к одному из выходов, имеющему заданный адрес (номер). На рис. 6.30 показано символическое изображение демультиплексора с четырьмя выходами. Функционирование этого демультиплексора определяется табл. 6.18.

Объединяя мультиплексор с демультиплексором, можно построить устройство, в котором по заданным адресам один из входов подключается к одному из выходов (рис. 6.31). Таким образом, может быть выполнена любая комбинация соединений входов с выходами.

Например, при комбинации значений адресных переменных xl = l, x2 = 0, x3 = 0, x4 = 0 вход D2 окажется подключенным к выходу Y0.

Использование демультиплексора может существенно упростить построение логического устройства, имеющего несколько выходов, на которых формируются различные логические функции одних и тех же переменных.

Заметим, что если на вход демультиплексора подавать константу D = 1, то на выбранном в соответствии с заданным адресом выходе будет лог. 1, на остальных выходах - лог. 0. При этом по выполняемой функции демультиплексор превращается в дешифратор.

Таблица 6.18

Адресные
входы

Выходы

A1

A0

Y0

Y1

Y2

Y3

0

0

D

0

0

0

0

1

0

D

0

0

1

0

0

0

D

0

1

1

0

0

0

D

рис 6.30

рис 6.31

рис 6.32

При необходимости иметь большое число выходов может быть построено демультиплексорное дерево. На рис. 6.32 показано такое дерево, построенное на демультиплексорах с четырьмя выходами. Демультиплексор первого уровня подключает вход D к определенному демультиплексору второго уровня, демультиплексоры второго уровня выбирают нужный выход, куда и передается сигнал с входа D.

рис 6.33 .

3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8058. Закономерности и функции процесса обучения 23.44 KB
  Закономерности и функции процесса обучения Процесс обучения может быть представлен следующими основными функциями: образовательная, воспитательная и развивающая. К функции образования относится овладение учащимися научными знаниями и умениями, а так...
8059. Принципы обучения. Характеристика принципа обучения 25.22 KB
  Принципы обучения. Характеристика принципа обучения Для организации учебного процесса необходимы конкретные указания, которые не содержаться в закономерностях обучения. Практические указания содержатся в принципах и правилах обучения. Дидактические ...
8060. Понятие метод обучения. Различные подходы к классификации 24.46 KB
  Понятие метод обучения. Различные подходы к классификации Сущность обучения состоит во взаимодействии учителя и учащихся с целью усвоения, учениками содержания социального опыта, их воспитания, формирования научного мировоззрения. Успех воспитания и...
8061. Истории возникновения и развития форм обучения 29.59 KB
  Истории возникновения и развития форм обучения Формы организации обучения имеют долгую историю. На заре человечества опыт и знания передавали детям в процессе разнообразной трудовой деятельности. Трудовая деятельность выступала универсальной формой ...
8062. Формы организации обучения и их характеристика 25.25 KB
  Формы организации обучения и их характеристика Форма организации обучения - это внешнее выражение согласованной деятельности учителя и учеников, упаковка для содержания обучения. Они возникают и совершенствуются в связи с развитием дидактичес...
8063. Классно-урочная система обучения и её признаки 24 KB
  Классно-урочная система обучения и её признаки Классно-урочная система обучения, возникшая еще в XVII веке, образовалась и развивалась благодаря деятельности великих деятелей педагогической науки И. Лойолы, И. Штурма, Я. А. Коменского. Классно-урочн...
8064. Понятие урок. Типология и структура урока 25.14 KB
  Понятие урок. Типология и структура урока Урок - это законченный в смысловом, временном и организационном отношении отрезок (этап, звено, элемент) учебного процесса. На каждом уроке решается триединая цель: обучить, воспитать, развить. Урок явл...
8065. Контроль и оценка знаний учащихся 25.97 KB
  Контроль и оценка знаний учащихся. Одним из важнейших звеньев процесса обучения является контроль усвоения знаний. Он показывает, насколько полно и глубоко усвоены знания как на уроке, так и в системе уроков, а также вносит коррективы в организацию ...
8066. Подготовка учителя к уроку. Анализ и самооценка урока 21.66 KB
  Подготовка учителя к уроку. Анализ и самооценка урока. Подготовку учителя к уроку можно разделить на два больших этапа. Планирование урока. Составляется тематический план - отражение единства и взаимосвязи всех форм организации по данному пр...