Логотип

Основы цифровой техники

 материалы в категории

Мультиплексор и Демультиплексор

Мультиплексор

Мультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу, в зависимости от состояния двоичного кода. Ну в общем- мультиплексор это так сказать логический переключатель который переключается двоичным кодом. Причем мультиплексор имеет несколько входов а выход всего лишь один.
К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует двоичному коду. Ну и навороченное определение: мультиплексор - это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный.

Структуру мультиплексора можно представить различными схемами, но более понятна, на мой взгляд, вот эта:

мультиплексор структура

Самая большущая микросхема справа- не что иное, как элемент И-ИЛИ. Конкретно здесь элемент 4-х входовый. Ну а квадратики с единичками внутри, если кто не помнит, инверторы. Разберем выводы: 
Те, что слева, (то есть которые D0-D3), называются информационными входами. На них чего-нибудь подают. Входы посередке, (это которые А0-А1), называются адресными входами. Вот сюда именно и подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y.

Вход С здесь это типа как тактовый для разрешения работы (ну как у некоторых триггеров). В принципе он нам пока не нужен. Ну его в баню...
На схеме еще есть входы адреса с инверсией (А1 и А0 с черточкой сверху). Так вот они тоже пока не нужны.

На этом рисунке показан четырехвходовой, или как еще его называют, 4Х1 мультиплексор.(4 информационых на один выход).
Как нам известно, максимальное число переменных определяется как 2
n, где n - разряд кода. Здесь мы видим, что переменных четыре штуки, а значит разряд будет равен 2 (22 = 4), поэтому адресных всего 2.
Для пояснения принципа работы этой схемы посмотрим на табличку истинности:

A1 A0 Y
0 0 D0
0 1 D1
1 0 D2
1 1 D3

 

Вот так двоичный код выбирает нужный вход.
Скажем, мы имеем четыре разных источника информации (генераторы например какие-нибудь там или еще чего...), и в зависимости от двоичного кода который мы будем подавать на адресные входы мы можем подключать к выходу один из источников.

Обозначение мультиплексора на схеме вот такое:

мультиплексор обозначение

Эта картинка так, для примеру. Ведь, думаю и так понятно что мультиплексоров очень много-  есть и сдвоенные четырехвходовые, восьмивходовые, 16-ти входовые, счетверенные двухвходовые и так далее...

Демультиплексор

Демультиплексор. Демультиплексор - устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один вход и куча выходов. Двоичный код определяет, какой выход будет подключен ко входу. Другими словами, демультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких выходов и подключает его к своему входу или, это переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий один вход и несколько выходов. Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию двоичного кода. И навороченное определение: демультиплексор - это устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный.

Обычно в качестве демультиплексора используют дешифраторы двоичного кода в позиционный, в которых вводят дополнительный вход стробирования.
Из-за схожести структур мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях есть микросхемы, которые одновременно являются мультиплексорром и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы, например, К561КП1, работающая как переключатель 8х1 и переключатель 1х8 (то бишь, как мультиплексор и демультиплексор с восемью входами или выходами).
Кроме того, в КМОП микросхемах помимо переключения цифровых сигналов (лог. 0 или 1) существует возможность переключения аналоговых. Другими словами, это переключатель аналоговых сигналов, управляемый цифровым кодом. Такие микросхемы называются коммутаторами. К примеру, с помощью коммутатора можно переключать сигналы, поступающие на вход усилителя (селектор входов). Вот напоследок простенькую схемку селектора входов УМЗЧ мы и рассмотрим. Построим ее, ну скажем, с использованием триггеров и 
мультиплексора.

селектор входных сигналов

Вот такая нехитрая схемка. Итак, разберем работу и детальки.
На триггерах микросхемы DD1 собран кольцевой счетчик нажатий кнопки разрядностью 2 (два триггера - 2 разряда).
Двухразрядный двоичный код поступает на адресные входы D0-D1 микросхемы DD2. Микросхема DD2 представляет собой сдвоенный четырехканальный коммутатор.
В соответствии с двоичным кодом к выходам микросхемы А и В подключаются входы А0-А3 и В0-В3 соответственно.
Элементы R1, R2, C1 устраняют дребезг контактов кнопки.
Дифференцирующая цепь R3C2 устанавливает триггеры в нулевое состояние при включении питания, при этом к выходу подключается первый вход.
При нажатии на кнопку триггер DD1.1 переключается в состояние лог. 1 и к выходу подключается второй вход и т. д. Перебор входов идет по кольцу, начиная с первого.

С одной стороны просто, с другой немного неудобно: черт его знает, сколько раз нажали на кнопку после включения и какой вход подключен к выходу...
Хорошо бы поставить индикатор подключенного входа.
Вот тут-то и пригодится семисегментный дешифратор... А про это у нас уже был разговор в статейке Шифраторы и Дешифраторы и даже схемка была как с дешифратору семисегментный индикатор подключается...

Берем дешифратор и индикатор, обрубаем счетчик и другую галиматью, переносим дешифратор с индикатором на схему коммутатора и первые два входа дешифратора (на схеме обозначен как DD3), т. е. 1 и 2 (выв. 7 и 1) подключаем к прямым выходам триггеров DD1.1 DD1.2 (выв. 1 и 13). Входы дешифратора 4 и 8 (выв. 2 и 6) кидаем на корпус (т. е. подаем лог. 0). Все! Индикатор будет показывать состояние кольцевого счетчика, а именно циферки от 0 до 3. Цифирка 0 соответствует первому входу, 1 - 2-му и т. д.

Примечание: Все что вы здесь прочитали было подсмотрено на сайте naf-st.ru

Но в принципе у нас и собственный ФОРУМ имеется если вдруг спросить чего хотели...

 

Почта сайта