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 2m<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, A0 .
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