Multipleksery i demultipleksery

1.

Wstęp
Ć

wiczenie, które mamy wykonać polega na zbudowaniu Multipleksera i

demultipleksera 4-bitowego, oraz 16-bitowego, za pomocą bramek logicznych. Czym
jest Multiplekser? Jest to układ cyfrowy, który na wejściu dostaje równolegle dane, a
dzięki zastosowaniu licznika, ustawia je w kolejności, i wysyła jedną linią szeregowo.
Gdy zamiast licznika użyjemy po prostu sygnałów wysokich i niskich, będziemy
mogli wybierać, z którego wejścia, dane mają być przekazywane na wyjście.
Demultiplekser działa odwrotnie do multipleksera, czyli dostaje dane szeregowo, na
jednej linii, a wysyła je równolegle, na odpowiednią ilość wejść. Oznaczenie 4-bitowy
mówi nam, że Multiplekser ma 4 linie wejścia.

Multiplekser(z lewej) i demultiplekser, gdzie x – wejścia, y – wyjścia, a – linie

sterujące i S – wejście blokujące(jeśli zostanie podane logiczne 0, to wyjścia y przyjmują
określony stan.

2.

Pierwszym ćwiczeniem jest zbudowanie układu z Multipleksera 4-bitowego, oraz
demultipleksera 4-bitowego. Obrazek ukazuje działanie multipleksera, jako układu
scalonego:

Funkcja opisującą pracę multipleksera można przedstawić jako:

)

(

)

(

)

(

)

(

3

1

0

2

1

0

1

1

0

0

1

0

d

a

a

d

a

a

d

a

a

d

a

a

y

∧

∧

∨

∧

∧

¬

∨

∧

¬

∧

∨

∧

¬

∧

¬

=

Natomiast funkcja opisująca pracę demultipleksera wygląda następująco:

d

a

a

y

d

a

a

y

d

a

a

y

d

a

a

y

∧

∧

=

∧

∧

¬

=

∧

¬

∧

=

∧

¬

∧

¬

=

1

0

3

1

0

2

1

0

1

1

0

0

Gdzie y – dane wyjściowe, a – dane sterujące, d – dane wejściowe

Nastepny obrazek ukazuje już multiplekser i demultiplekser zbudowany na bramkach
logicznych zgodnie z instrukcją otrzymaną na zajęciach. Układy te nie posiadają złącza
blokującego ich pracę

Kolejnym zadaniem było wykonanie multipleksera i demultipleksera 16-bitowego.

Ze względu na ograniczenia spowodowane ilością wejść na pojedynczej bramce, należało
najpierw dla każdego sygnału z osobna wykonać złączenie sygnałów adresowych, w taki
sposób, aby na wyjściu pojawiało się logiczne „1”. A potem to wyjście połączyć z
odpowiadającą mu daną wejściową. Jak widać schemat ten jest bardzo rozbudowany i linie
połączeń między elementami nakładają się na siebie, co powoduje zmniejszenie czytelności
schematu.

Kolejnym zadaniem było zbudowanie multipleksera za pomocą bramki open collector, oraz
bramki trójstanowej. Niestety w używanym przez nas programie nie ma dostępnej bramki
open collector. Natomiast podczas budowy multipleksera za pomocą bramki trójstanowej
pojawia się utrudnienie… Program nie pozwala połączyć wszystkich wyjść w jedno(tak jak
jest to pokazane na schemacie w instrukcji), więc jedynym sposobem jest podłączenie do
każdego wyjścia diody i sprawdzenie poprawności połączeń.

Dioda właściwej linii uzyskuje stan wysoki albo niski w zależności od stanu podanego na
wejściu, natomiast na pozostałych wyjściach otrzymujemy stan średni.

3.

Wnioski

Multiplekser i demultiplekser są ważnymi układami cyfrowymi. Pozwalają zamienić sygnał
otrzymywany równolegle, w sygnał szeregowy i na odwrót. Dzięki temu, jeśli potrzebujemy
wysłać pewną ilość danych z różnych źródeł, nie potrzebujemy budować połączenia
złożonego z takiej ilości połączeń, ile mamy źródeł danych, tylko na początku umieścić
multiplekser, a na końcu demultiplekser i skorzystać tylko z jednej linii przesyłu danych.