9.1.2.2 Мультиплексоры и демультиплексоры

В современных микропроцессорных устройствах управления и однокристальных микроЭВМ широко применяются КЦУ, осуществляющие подключение (коммутирование) выхода одного из параллельно включенных цифровых устройств на общую шину или, наоборот, соединение общей шины с входом одного из нескольких параллельно включенных устройств. Эти функции выполняют устройства, называемые мультиплексорами и демультиплексорами.

9.1.2.2.1 Мультиплексоры

Мультиплексор – это комбинационное цифровое устройство, которое соединяет (коммутирует) один из нескольких информационных входных сигналов с одним общим выходом. Пример обозначения мультиплексора на электрических схемах показан на рисунке 9.14, а.

Устройство содержит восемь информационных входов: D0, D1, ..., D7; три адресных входа: А0, А1, А2 и один синхронизирующий (управляющий) вход V.

Рисунок 9.14 а

В зависимости от комбинации адресных сигналов А0, А1, А2 он обеспечивает коммутацию одного из восьми информационных входных сигналов Di на общий выход F. Нулевой синхросигнал на входе V разрешает передачу информации с выбранного входа на выход. Булево выражение, описывающее функционирование рассматриваемого мультиплексора имеет вид

(9.5)

Пример реализации мультиплексора 4x1.

Мультиплексор можно реализовать с помощью логических элементов заданного базиса. В его структуру можно ввести и более сложные цифровые устройства, например, преобразователь двоичного кода в десятичный (дешифратор).

На рисунке 9.14, б приведен пример реализации мультиплексора с четырьмя информационными входами на ЛЭ базиса И, ИЛИ, НЕ и дешифраторе, а на рисунке 9.14, в показано его функциональное обозначение. Если V=0, то F = 0 независимо от информационных сигналов.

Б

В

Рисунок 9.14

Схема реализует булево выражение

. (9.6)

Существуют мультиплексоры в интегральном исполнении, например, ИМС К555КП2 (рисунок 9.15).

Рисунок 9.15

Мультиплексор КП2 (рисунок 9.15,а) содержит два мультиплексора 4x1 с общими адресными входами. Он состоит из двух частей, каждая из которых содержит четыре информационных канала А1 ... А4 (В1 ... В4); и один выход FА (FВ). Управляющие (адресные) входы V2, V1 являются общими, т.е. сигналы на них оказывают одновременное воздействие на обе части ИМС. Правила работы схемы отражает таблица 9.5.

Таблица 9.5

Стробированые входы С1, С2	Управляющие входы			Выход FA	Выход FB
	V2	V1
0	0	0	A1		B1
0	0	1	A2		B2
0	1	0	A3		B3
0	1	1	A4		B4
1	X	X	0		0
Примечание: X – любое значение: 0 или 1

Для увеличения числа каналов объединяют несколько мультиплексоров, используя для этой цели стробированые входы, как это показано на рисунке 9.15, б. Эта схема реализует мультиплексор 8х1 (таблица 9.5.1).

Таблица 9.5.1

№	А2	А1 (V2)	А0 (V1)	F
0	0	0	0	D0
1	0	0	1	D1
2	0	1	0	D2
3	0	1	1	D3
4	1	0	0	D4
5	1	0	1	D5
6	1	1	0	D6
7	1	1	1	D7