Применение мультиплексоров

Приоритетные шифраторы

Назначение: обеспечить генерацию кода заданной клавиши независимо от числа нажатых клавиш.

Проведем преобразование:”x из 10” в “ 1 из 10”, а затем в код”8421”

Рассмотрим пример построения приоритетного шифратора для преобразования десятичных чисел в код 8421,изображенный в таблице 3:

Таблица 3

0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	1	Х	0	0	0	1
0	0	0	0	0	0	0	1	Х	0	0	0	1	0
0	0	0	0	0	0	1	0	0	Х	0	0	1	1
0	0	0	0	0	1	Х	0	0	0	0	1	0	0
0	0	0	0	1	Х	0	0	0	0	0	1	0	1
0	0	0	1	Х	0	0	0	0	0	0	1	1	0
0	0	1	Х	0	0	Х	0	0	0	0	1	1	1
0	1	Х	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
1	Х	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1

Запишем математические выражения для переменных:

…

Для получения схемы приоритетного шифратора достаточно выходы х₉,..., х₀ преобразователя "X из 10" в "1 из 10" подключить. к соответетвующим входам преобразогателя кода "1 из 10" в код 8421.На рисунке 4 изображена данная схема:

 

Рис.5

Обратное преобразование двоичного кода в код "1 из n" выполняют преобразователи кода, называемые дешифраторами.

На рисунке 5 изображена схем дешифратора, выполняющего обратное преобразование:

Дешифраторы линейные

Назначение:выбрать одну из n возможных комбинаций(1 из n)

Схема устройства определяется формулой:

где m – количество управляющих входов

n – количество выходов или обьектов

Если то тогда дешифратор полный,

Если то в этом случае дешифратор не будет полным.

Вариант 2^m<n - не возможен!

Представим таблицу состояний полного дешифратора:

Таблица 4

0	0	0	0	0	1
0	1	0	0	1	0
1	0	0	1	0	0
1	1	1	0	0	0

Запишем математические выражения функций:

Для данного дешифратора: m=2,n=4

На рисунке 6 показана функциональная схема данного дешифратора:

Рис.6

Мультиплексоры и демультиплексоры

 

Назначение – передача информации от m каналов на n каналов(мультиплексор обеспечивает передачу от m каналов к одному каналу,а демультиплексор – от одного канала на n каналов).

Каждый мультиплексор или демультиплексор содержит базовый элемент – дешифратор.

Таблица логических состояний мультиплексоров

Входы	Адреса A1 A0	Выход Y
X3X2X1X0	00 01 10 11	X0 X1 X2 X3

Базовая схема мультиплексора на рис.5

Рис.5

Условное обозначение мультиплексора показано на рис.6

Рис.6

Иногда в состав мультиплексоров включают тактовый сигнал для выполнения операции в фиксированные промежутки времени.На рис.7 показана схема мультиплексора с тактовым входом.

Рис.7

Для увеличения числа каналов передачи информации мультиплексоры объединяют по пирамидальной схеме,которая показана на рис.8

Рис.8

Применение мультиплексоров

Мультиплексоры используют для преобразования параллельного кода в последовательный. Для этого используют синхронное изменение адресных комбинаций на входе мультиплексора. Пусть на входы мультиплексора поданы соответственно комбинации 0,1,1,0 (см.рис.9).

Рис.9

Временная диаграмма показана на рис.10

Рис.10,где F – тактовый сигнал,в соответствии с которым изменяются адреса A₁, A_0.

 

Другим применением мультиплексора является выполнение преобразований над логическими функциями.

Для выполнения некоторой логической функции,состоящей из набора аргументов, используют мультиплексор,в котором каждой адресной комбинации записанных булевых функций ставят в соответствие определенный канал,на котором устанавливается логическая “1”,а на остальных каналах подключают логический ”0”

Демультиплексоры

Используются для передачи информации из одного канала на n каналов.

Таблица соответствия состояний демультиплексора(n=4)

Входы	Адреса A1 A0	Выходы Y3Y2Y1Y0
X	00 01 10 11	000X 00X0 0X00 X000

Схема реализации показана на рис.11

Рис.11

Условное обозначение – на рис.12

Рис.12

Универсальное устройство, выполняющее функцию мультиплексора и демультиплексора с возможностью передачи информации с выхода на вход,показано на рис.13

Рис.13,где МОП транзисторы M₁ - M₃ - n-типа.

Общим недостатком рассмотренных схем является передача только цифровой информации,что сужает область применения. Также невозможно обеспечить передачу информации со входа на выход и наоборот в одном устройстве,что часто необходимо в коммутирующих цепях. Для передачи аналоговой информации без искажения уровня сигнала вместо транзисторов M₁ - M₃ необходимо использовать аналоговый ключ(см. предыдущие лекции).

Пирамидальная схема подключения демультиплексоров дает возможность наращивания числа коммутируемых каналов(см.рис.14)

Рис.14