Лабораторна робота №6
Принципи роботи мультиплексорних і демультиплексорних пристроїв
1. МЕТА РОБОТИ
Вивчити призначення, принципи роботи та будову різних мультиплексорних і демультиплексорних пристроїв та синтез комбінаційних схем на їх основі. Набути практичних навиків при дослідженні роботи мультиплексорів/демультиплексорів з бібліотеки EWB.
2. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
2.1 Мультиплексори
Призначення мультиплексорів (від англійського multiplex - багаторазовий) - комутувати в заданому порядку сигнали, що надходять із декількох вхідних шин в одну вихідну.
Мультиплексори - це комбінаційні пристрої, призначені для комутації одного з декількох джерел логічних сигналів до однієї вихідної шини. Позначення мультиплексора наведене на малюнку 2.1.
Рисунок 2.1. Умовне позначення мультиплексора
Мультиплексор має m входів коду керування (може також мати вхідну логіку для вибору кристала), n=2m входів для даних й один вихід Y.
Входи поділяються на:
1) інформаційні х1, х2, х3,..., хn , де n - число інформаційних входів;
2) керуючі (адресні) v1, v2, v3,..., vm , m - число керуючих (адресних) входів.
Код (адреса), що надходить на керуючі входи, визначає один з інформаційних входів, значення якого передається на вихід. Адреси представляють у двійковому коді і їм привласнюють відповідний номер j. Кожній адресі з номером j відповідає свій інформаційний вхід xj, сигнал з якого при даній адресі проходить на вихід. Основним призначенням мультиплексора є комутація n=2m вхідних сигналів на один вихід.
Відповідно до призначення складемо таблицю істинності для мультиплексора, що містить, наприклад, чотири інформаційних входи: х1, х2, х3, х4, які можуть комутируватися двома v1, v2 керуючими (адресними) входами (табл. 2.1).
Таблиця ітинності мультиплексора. Таблиця 2.1
|
Адресні змінні |
Іформаційні змінні |
Вихід | ||||
|
v1 |
v2 |
x1 |
x2 |
x3 |
X4 |
y |
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
|
0 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
0 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
|
0 |
|
1 |
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
0 |
Незаповнені клітини відповідають значенням інформаційних змінних, що не впливають на значення вихідного сигналу Y.
Работа мультиплексора описується логічною функцією:
,
Рис. 2.2. Функциональна схема мультиплексора.
Функція, реализована мультиплексором, в загальному виді може бути представлена в виді ДДНФ:
2.2. Демультиплексори
Призначення демультиплексорів комутувати в необхідній послідовності сигнали з одного інформаційного входу по декількох виходах. Вибір потрібної вихідної шини, як і у мультиплексорі, забезпечується встановленням відповідного коду на адресних входах. При m адресних входах демультиплексор може мати до 2m виходів.
Позначення демультиплексора наведене на малюнку 2.3.
Рисунок 2.3. Умовне позначення демультиплексора
Демультиплексор - комбінаційний пристрій з одним інформаційним входом х1, з m керуючими входами (v1...vm) і з n інформаційними виходами (y1...yn), при цьому n=2m.
Основне призначення демультиплексора - розподіл сигналу з лінії по декількох каналах (зворотне мультиплексору).
Таблиця істинності для n=8 й m=3. Таблиця 2.2
|
v3 |
v2 |
v1 |
y1 |
y2 |
y3 |
y4 |
y5 |
y6 |
y7 |
y8 |
|
0 |
0 |
0 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
де х приймає значення 0 або 1.
Работа демультиплексора описується рівняннями:
Функциональна схема демультиплексора, побудованого за рівняннями для n=4, m=2 (рис.2.4).
