Лабораторна робота № 4
Тема. Дослідження мультиплексорів та демультиплексорів
Мета роботи – вивчення принципів роботи, методів синтезу та особливостей функціонування найпростіших схем комутаторів (мультиплексорів, демультиплексорів), надбання навиків реалізації їх на реальних інтегральних елементах та побудови комбінаційних схем на їх основі.
1. Мультиплексори.
На рис. 4.1 зображена структурна схема мультиплексора „із 4 в 1”.
На рис. 4.2 наведено мультиплексор „із 16 в 1” на основі чотирьох мультиплексорів „із 4 в 1”.
Його інформаційні входи сполучаються з джерелами логічних сигналів „1” або „0” таким чином, що сигнал на вході відповідає таблиці істинності.
а
б
Рис. 4.1 Функціональна схема (а) та умовне позначення (б) мультиплексора „із 4 в 1”
Рис. 4.2. Приклад пірамідального каскадування мультиплексорів
На рис. 4.3 наведені функціональні схеми, які реалізують логічну функцію, задану таблицею істинності табл. 4.1. Схеми побудовані з використанням простого настроювання мультиплексора.
Таблиця 4.1
|
№ набору |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Y |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
а б
Рис. 4.3. Комбінаційні схеми з використанням простого настроювання мультиплексора з прямим виходом (а) або інверсним (б)
Методику складного настроювання мультиплексора розглянемо на прикладі функції табл. 4.1. Таблицю розіб’ємо на ділянки по два рядки так, щоб одна із змінних (Х0, Х1 або Х2) в цих рядках обов’язково змінювала своє значення, а інші залишались постійними. Приклади такого розподілу таблиці 4.1 наведені в таблиці 4.2. Вибрані змінні в таблиці 4.2 виділені курсивом.
Таблиця 4.2
|
№ |
№ |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Y |
Вх |
№ |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Y |
Вх |
№ |
Х2 |
Х1 |
Х0 |
Y |
|
Вх |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 | ||||
|
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 | ||||
|
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Х0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 | ||||
|
3 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 | ||||
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
С
товпець
Вх заповнюємо, порівнюючи значення
вибраної змінної (у нашому випадку Х0
або Х2 відповідно) зі значенням функції
(Y)
для однієї ділянки. За даними табл. 4.2
а, б будуємо комбінаційні схеми на основі
мультиплексора 4*1 (рис. 4.4 а, б). Якщо у
мультиплексорі використовується
інверсний вихід, то стовпець Вх заповнюють,
порівнюючи вибрану змінну зі значенням
інверсії функції (
),
як
показано
в табл. 4.2 в та на рис.4.4 в.
а б в
Рис.4.4. Комбінаційні схеми з використанням складного настроювання мультиплексора з прямим виходом (а, б) або інверсним (в)