Лабораторная работа №3 мультиплексоры
Цель работы: ознакомление с принципом работы мультиплексоров, реализация и исследование функциональных узлов на их основе.
1. Мультиплексоры
Мультиплексор – комбинационная логическая схема, представляющая собой управляемый переключатель, который подключает к выходу один из информационных входов. Номер подключаемого входа равен числу (адресу), определяемому комбинацией логических уровней на входах управления.
Рассмотрим простейший мультиплексор MS 2–1, условное обозначение которого показано на рис. 3.1.
Рис. 3.1 – Условное обозначение мультиплексора 2–1
D0, D1 – информационные входы, A – вход управления, Y – выход
При создании схемы мультиплексора MS 2–1 используем общий алгоритм проектирования логических схем:
«Слово, Таблица истинности, Формула, Схема».
Слово – Словесное задание правил работы мультиплексора:
При нулевом сигнале на управляющем входе А на выход Y проходит сигнал со входа D0, при единичном сигнале на входе А на выход проходит сигнал со входа D1.
Таблица истинности:
Таблица 3.1
№ |
A |
D1 |
D0 |
Y |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
При A = 0 Y = D0, при A = 1 Y = D1.
Формула:
Схема мультиплексора MS 2–1 показана на рис. 3.2
Рисунок 3.2 – Простейший мультиплексор 2–1
Кроме информационных и управляющих входов, схемы мультиплексоров содержат вход разрешения, при подаче на который активного уровня мультиплексор переходит в рабочее состояние. При подаче на вход разрешения пассивного уровня мультиплексор переходит в пассивное состояние, в котором сигнал на выходе сохраняет постоянное значение независимо от значений сигналов на информационных и управляющих входах.
Для уменьшения нагрузки на источники информационных, управляющих и разрешающего сигналов все входные сигналы подаются в мультиплексорах через инверторы.
На рис. 3.3,а показана схема мультиплексора 4–1 без входа разрешения (D0, D1, D2, D3 – информационные входы, A и B – управляющие входы, Y – выход). На рис. 3.3,б показан такой же мультиплексор с входом разрешения E.
2. Уравнение мультиплексора
Простейший мультиплексор 2–1 применяется довольно часто. Как было показано, его работа описывается уравнением
,
где D0, D1 информационные входы, A – вход управления.
Функционирование мультиплексора, представленного на рис. 3.3,а, описывается уравнением
связывающим сигнал на выходе Y с входными информационными D0,…,D3 и управляющими А, В сигналами.
Для мультиплексора рис. 3.3,б уравнение будет таким
Как видно из этого уравнения, при E = 0 значение выходного сигнала Y будет равно 0, независимо от значений входных и управляющих сигналов.
В интегральном исполнении число информационных входов у мультиплексоров обычно 2, 4, 8 или 16.
На рис.
3.4 представлен мультиплексор 8-1 с
инверсным входом разрешения G’,
прямым Y и инверсным
W выходами (
).
Функционирование мультиплексора, представленного на рис. 3.4, описывается уравнением
Рис. 3.3. Схемы мультиплексоров 4-1:
а) без входа разрешения; б) с входом разрешения Е
Р
ис.
3.4. Мультиплексор 8-1