Сведения, необходимые для выполнения работы. 1. ЦЕЛЬ работы:исследование работы мультиплексора

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ МУЛЬТИПЛЕКСОРА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследование работы мультиплексора.

СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Мультиплексором (Multiplexer – MUX) M×1 называют комбинационное устройство с М информационными (Х₀, Х₁, …, Х_М+1), К адресными (А₀, А₁, …, А_М+1), входами и одним выходом (Y) который осуществляет передачу сигнала с заданного адресным кодом информационного входа на его выход.

Кроме информационных и адресных входов мультиплексор содержит вход разрешения, при подаче на который активного уровня мультиплексор переходит в активное состояние. Если на вход разрешения подан пассивный уровень, мультиплексор перейдет в пассивное состояние, при котором сигнал на выходе сохраняет постоянное значение независимо от значения информационных и адресных сигналов.

В зависимости от соотношения числа информационных входов М и числа адресных входов К мультиплексоры делятся на полные и неполные. Если выполняется условие М-2^К, то мультиплексор будет полным. Если это условие не выполняется, т.е. М-2^К, то мультиплексор будет неполным.

Число информационных входов Y мультиплексоров обычно 2, 4, 8 или 16. На рисунке 4.1 представлен мультиплексор 4×1 с инверсным входом разрешения Е и прямым выходом Y, представляющий собой половину микросхемы мультиплексора КР555КИ2

Рисунок 4.1 Условное обозначение мультиплексора 4×1

Выражение для выходной функции такого мультиплексора можно записать в виде:

(4.1)

где X0, X1, X2, X3 – информационные входы мультиплексора;

А0, А1 – адресные входы мультиплексора;

Е – вход разрешения.

Работа мультиплексора описывается таблицей состояний (табл.4.1).

Таблица 4.1. Состояния работы мультиплексора

Примечание. Символ указывает на тот, что состояние соответствующего сигнала не имеет значение, т.е. не влияет на состояние выхода.

Микросхемы мультиплексоров можно объединить для увеличения количества каналов. Например, два 4-канальных мультиплексора легко объединяются в 8-канальный с помощью инвертора на входах разрешения и элемента 2И-НЕ для объединения выходных сигналов (рис.4.2). Старший разряд адреса А3 будет при этом выбирать один из двух мультиплексоров по входу разрешения.

Рисунок 4.2 Схема каскадирования мультиплексоров

Мультиплексоры нашли широкое применение в вычислительной технике в качестве коммутаторов цифровых сигналов. Они используются в компьютерах и микропроцессорных контроллерах для коммутации адресных входов динамических оперативных запоминающих устройств, в узлах объединения и разветвления шин и т.д.

На базе мультиплексоров можно построить различные комбинационные устройства с минимальным числом дополнительных элементов логики. Такой подход используется, например, в микросхемах с программируемой логикой – программируемых логических матриц.