|
Справочное руководство по Electronics Workbench |
3.2.2 Проектирование мультиплексора и демультиплексора
Раздел: Цифровая схемотехника
Теоретическое введение:
Большая часть данных в цифровых системах передается непосредственно по проводам и проводникам печатных плат. Обычно возникает необходимость в многократной передаче информационных двоичных сигналов из одного места в другое. В некоторых случаях нужно передавать данные на большие расстояния по телефонным линиям и кабелям. Если бы все данные передавались одновременно по параллельным линиям связи, общая длина таких кабелей была бы слишком велика и они были бы слишком дороги. Вместо этого данные передаются по одному проводу в последовательной форме и группируются в параллельные данные на приемном конце этой единственной линии связи. Устройства используемые для последовательной посылки и приема данных, называются соответственно мультиплексор и демультиплексор. Параллельные данные одного из цифровых устройств с помощью мультиплексора преобразуются в последовательные информационные сигналы, которые передаются по одному проводу. На выходе демультиплексора эти последовательные сигналы снова группируются в параллельные данные.
Входы мультиплексора делятся на две группы: информационные и управляющие (адресующие).
Мультиплексором (multiplexor) - комбинационное устройство, обеспечивающее коммутацию одного из входов на общий выход под управлением сигналов на адресных входах.
Рисунок 3.2.2.1 - Схема мультиплексора
Синтез мультиплексора (см. рисунок 3.2.2.1). Количество рабочих входов Nраб=2^Nадрес.
| x0 | x1 | x2 | I | Y |
| 0 | 0 | 0 | i0 | i0 |
| 0 | 0 | 1 | i1 | i1 |
| 0 | 1 | 0 | i2 | i2 |
| 0 | 1 | 1 | i3 | i3 |
| 1 | 0 | 0 | i4 | i4 |
| 1 | 0 | 1 | i5 | i5 |
| 1 | 1 | 0 | i6 | i6 |
| 1 | 1 | 1 | i7 | i7 |
Таблица 3.2.2.1 - Таблица истинности мультиплексора
y=x0^*x1^*x2^*i0 + x0^*x1^*x2*i1 + ... + x0*x1*x2*i7
На рисунке 3.2.2.2 приведена временная диаграмма работы мультиплексора.
Рисунок 3.2.2.2 - Диаграмма работы мультиплексора
Демультиплексором - комбинационное устройство, обеспечивающее коммутацию единственного входа на один из выходов под управлением сигналов на адресных входах (см. рисунок 3.2.2.3).
Рисунок 3.2.2.3 - Схема демультиплексора
Как уже говорилось выше демультеплексор выполняет операцию обратную мультиплексору, т.е. преобразует передоваемый последовательный сигнал в парралельную комбинацию сигналов.
| I | x0 | x1 | x2 | y0 | y1 | y2 | y3 | y4 | y5 | y6 | y7 |
| i0 | 0 | 0 | 0 | i0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| i1 | 0 | 0 | 1 | 0 | i1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| i2 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | i2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| i3 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | i3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| i4 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | i4 | 0 | 0 | 0 |
| i5 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | i5 | 0 | 0 |
| i6 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | i6 | 0 |
| i7 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | i7 |
Таблица 3.2.2.2 - Таблица истинности демультиплексора на 3 адресных входах
Логические уравнения демультиплексора или выходы равны:
y0=x1^*x2^*x3^*A
y1=x1^*x2^*x3^*A
...
y7=x1*x2*x3*A
На рисунке 3.2.2.4 приведена временная диаграмма работы демультепликсора
Рисунок 3.2.2.4 - Диаграмма работы демультиплексора
Задание:
Задания выполняются соответственно по вариантам:
