Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa Instytut Informatyki Stosowanej Prowadzący: dr inż. Stanisław Witkowski		Wykonawcy ćwiczenia: 1. Kierownik 2. 3. 4.	IIS PWSZ Rok - Grupa - Rok akademicki -
LABORATORIUM Techniki Cyfrowej i Mikrokomputerów
Data ćwiczenia: Nr ćwiczenia - VII	Temat: Multipleksery i demultipleksery			Ocena:

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych zagadnień związanych z cyfrowy multiplekserami i demultiplekserami.

Wymagane wiadomości:

Ogólne wiadomości: Dultipleksery i demultipleksery

Multipleksery - wiadomości ogólne

Multiplekser - jest układem posiadającym: wejścia danych, wejście adresowe oraz wyjście. Za pomocą wejścia adresowego można dokonać wyboru, które z wejść ma zostać przekazane na wyjście, najczęściej używanym formatem adresu jest naturalny kod binarny lub „1 z N”. Multipleksery mają często dodatkowe wejście sterujące, zwane wejściem strobującym lub zezwalającym. Jeśli wejście to jest w stanie niskim, to multiplekser działa tak jak określono powyżej, natomiast gdy jest w stanie wysokim, to niezależnie od wejść stan wyjścia jest stały i równy „0”.

Najprostszym przykładem multipleksera jest multiplekser 2:1. W zależności od stanu na wejściu adresowym S, przekazuje on na wyjście stan z wejścia D0 lub D1.

Jego działanie można opisać funkcją:

lub zapisując inaczej:

Poniżej przedstawiono układ złożony z bramek trójstanowych, spełniający identyczną funkcję. Połączenie wyjść bramek trójstanowych, jest możliwe ponieważ, nigdy nie są one jednocześnie w wstanie aktywnym (zawsze jedna z nich jest w stanie wysokiej impedancji). Pozwala to na uproszczenie całego układu.

Identycznie działający układ można utworzyć używając bramek NAND z wyjściami typu open colector. Układ ten umożliwia utworzenie tzw. sumy montażowej.

Potencjał wyjścia przyjmuje stan wysoki tylko wówczas, gdy wyjścia wszystkich bramek są w stanie wysokim, co w logice dodatniej odpowiada funkcji AND. Korzystając z prawa de Morgana można postać ilorazową przekształcić w sumę.

jeżeli zanegujemy to wyrażenie to otrzymamy funkcję logiczną:

czyli identyczną jak dla poprzednich dwóch układów.

Multiplekser 4:1

Zbudowany multiplekser ma 4 wejścia i 2 wyjścia (wyjście Y oraz jego negacja). Zapiszmy tabele możliwych stanów.

wejścia		Wyjścia
Adresowe	Strob. S 1 0 0 0 0	Y 0 X0 X1 X2 X3
BA XX 00 01 10 11

D0\AB	00	01	11	10
0	0	0	0	0
1	1	0	0	0

Analogicznie rozpatrując wszystkie wyjścia otrzymujemy :

;
;

Uwzględniając także wejście strobujące S otrzymujemy

;
;

Wyjście W jest sumą logiczna stanów Y_n.

A zatem funkcja uzyskuje postać:

Poniższy układ wykonuje tą funkcję na bramkach trójstanowych.

Takie uproszczenie układu umożliwia budowa bramek trójstanowych. Sterowanie powoduje, że w danym momencie tylko jedna bramka jest aktywna, a pozostałe pozostają w stanie wysokiej impedancji. Pozwoliło to na połączenie ich wyjść.

Układ przyjmuje jeszcze inną formę gdy użyjemy bramek typu open colector.

Demultiplekser 1:n

Demultiplekser przekazuje daną wejściową C na tylko jedno z wyjść, które jest określone przez wejście adresowe. Często jest wyposażony w wejście strobujące.

Działanie najprostszego demultipleksera 1:2 można przedstawić za pomocą funkcji:

Tabela stanów demultipleksera 1:4

B	A	S	C	Y0 Y1 Y2 Y3
X	X	1	X	1 1 1 1
0	0	0	1	0 1 1 1
0	1	0	1	1 0 1 1
1	0	0	1	1 1 0 1
1	1	0	1	1 1 1 0
X	X	X	0	1 1 1 1

Zapiszmy tablice Carnaughta dla Y₀;

^AB ^SC	^00	^01	^11	^10
^00	^1	^1	^1	^1
^01	^0	^1	^1	^1
^11	^1	^1	^1	^1
^10	^1	^1	^1	^1

Skąd otrzymujemy:
;

Rozpatrując analogicznie z kolejnymi wyjściami A _n konstruujemy układ:

6. Literatura

1. J.Pieńkos, J. Turczyński: Układy scalone TTL w systemach cyfrowych. Wydawnictwo komunikacji i Łączności. Warszawa 1986.

2. M. Nadachowski, Z. Kulka Analogowe układy scalone.

3. Paweł Sadowski - Praca licencjacka Pomiar napięcia i prądu z zastosowaniem komputera. UMK WFiA.

4. Craig M., Gillian E.: Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1999.

5. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000.

6. Barbara i Marek Pióro „Podstawy elektroniki 2”

---