21 Мультиплексоры
Мультиплексор представляет собой комбинационную схему с несколькими входами и одним выходом. Входы мультиплексора делятся на информационные и управляющие (адресные). Мультиплексор передает данные с одного из информационных входов на выход. Номер (адрес) подключаемого входа задается на управляющих входах. Мультиплексор с k управляющими входами может иметь до 2k информационных входов. Для выбора подключаемого входа используется дешифратор. Функциональная схема мультиплексора с двумя управляющими (A0 и A1) и четырьмя информационными (D0 ... D3) входами показаны на рис. 2.31, а. Схема мультиплексора включает в себя дешифратор на два входа и выходную схему. При поступлении адреса A1 A0 на входы дешифратора на одном из его выходов формируется сигнал «1», который подключает вход Di с заданным адресом к выходу схемы. Условное графическое обозначение мультиплексора приведено на рис. 3.24, б.
Рис. 2.31. Мультиплексор:
а – функциональная схема; б – условное графическое обозначение
Используя теорему разложения булевой функции, на мультиплексорах можно реализовать любую логическую функцию. Из мультиплексоров с небольшим числом входов можно построить мультиплексор с необходимым числом входов, используя каскадные схемы (рис. 2.32).
Схема (рис. 2.32, а) реализует таблицу истинности элемента И-НЕ на два входа, так как на входах схемы зафиксированы значения функции И-НЕ, а на адресные входы подаются значения переменных х и у. Для выполнения операции сложения переменных х, y и z по модулю 2 входные сигналы подаются так, как это показано на рис. 2.32, б. Если, например, х = 0, у = 1, z = 0, то на адресные входы поступит адрес «01», будет выбран вход 1, и на выход будет выдан сигнал F = z = 1, т.е. F = x у z = 0 1 0= 1. Если на вход схемы (рис. 2.32, в) подать комбинацию сигналов abcde = 00100, то cd = 10 и, следовательно, на мультиплексорах первого яруса будет выбран вход 2. При этом на вход 0 мультиплексора второго яруса поступит сигнал е, а на входы 1 и 2 – сигнал «0». Так как ab = 00, будет выбран нулевой вход этого мультиплексора. На выходе схемы возникнет сигнал е = 1, т.е. будет обнаружен код, содержащий одну единицу. Пример каскадного мультиплексора на 16 входов приведен на рис. 2.32, г.
Рис. 2.32. Схемы реализации логических функций:
а – функция И-НЕ; б – сложение по модулю 2;
в – выделение наборов пяти переменных, содержащих единицу;
г – каскадный мультиплексор на 16 входов
22. Демультиплексоры
Демультиплексор – комбинационная схема с одним информационным входом, несколькими управляющими (адресными) входами и несколькими выходами. Демультиплексор передает сигнал с информационного входа на один из выходов, номер (адрес) которого задается сигналом на адресных входах. Таким образом, демультиплексор выполняет функцию, обратную по отношению к функции мультиплексора. Так как мультиплексор и демультиплексор выполняют функции, связанные с выбором одного из входов или выходов, их называют также селекторами. Максимальное число выходов демультиплексора составляет 2k, где k – число адресных входов. Функциональная схема демультиплексора с четырьмя информационными выходами и его условное графическое обозначение показаны на рис. 2.33. Входной сигнал D подается на входы всех выходных ключей, выполненных на элементах И. На вторые входы ключей поступают сигналы с выхода дешифратора, которые открывают один из ключей и разрешают входному сигналу пройти на выход схемы с заданными адресом.
Рис. 2.33. Демультиплексор:
а – функциональная схема; б – условное графическое обозначение