8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Мультиплексор микросхема: Микросхемы мультиплексоры | HomeElectronics

Микросхемы мультиплексоры | HomeElectronics

Всем доброго времени суток! Сегодня я расскажу о мультиплексорах, которые относятся к комбинационным микросхемам, к этим типам микросхем также относятся и дешифраторы и шифраторы, о которых я рассказывал раньше.

Основное назначение мультиплексоров (англ. multiplexer) это поочередная передача на один выход сигнала с нескольких входов, то есть они выполняют мультиплексирование.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Давайте обратимся немного к истории. Вся радиоэлектроника и радиотехника появилась из желания людей общаться на больших расстояниях, от этого появились усилители и радиоприёмники. Чтобы не тянуть множество многокилометровых линий для телеграфа стали применять коммутаторы – помещения, в которых сидели люди – телефонисты. Телефонисты, а точнее телефонистки (так как большинство из них были женщины) переключали множество линий между собой. Со временем телефонисток заменили реле-коммутаторы, однако у таких реле имелось множество недостатков. Во-первых, низкое быстродействие. Во-вторых, невысокая долговечность механических контактов и низкая надёжность, что приводило к частым отказам реле-коммутаторов. В-третьих, такое неприятное для цифровых логических схем событие, как дребезг контактов. Из-за

дребезга контактов возникают импульсы в схеме, которые некоторые логические микросхемы могли принять за логические сигналы, что приведёт к ложным срабатываниям. Кроме того обмотки реле являются источниками индуктивных выбросов, опасных для современных микросхем.

С учётом всего вышеизложенного были разработаны электронные коммутаторы, к которым относятся различные оптоэлектронные приборы и мультиплексоры. Роль мультиплексоров в цифровых устройствах трудно переоценить. Современные цифровые устройства представляют собой системы, в которых с предельно достижимыми скоростями беспрерывно переносятся электрические импульсы. Эти импульсы направляют в определённые каналы с помощью мультиплексоров, об особенностях которых я расскажу ниже.

Мультиплексор имеет несколько входов, которые называются каналами мультиплексора и несколько выходов, которые называются разрядами мультиплексора. Количество каналов в микросхемах мультиплексорах может быть от 2 до 16, а количество разрядов – от 1 до 4. Управление работой мультиплексора осуществляется с помощью адресных входов, на которые в двоичном коде поступает номер канала, с которого в данный момент необходимо передать информацию на выход прибора. На схемах мультиплексоры обозначаются

буквами MS, а в обозначении типа микросхемы имеют суффикс КП.


Микросхемы мультиплексорыМикросхемы мультиплексоры
Микросхемы мультиплексоры: (слева направо) К555КП2, К555КП11, К555КП15.

Микросхемы мультиплексоры имеют выходы 2С или 3С. Также имеют входы разрешения С или EZ. Часто в одной микросхеме соединены два мультиплексора, например К555КП2. Рассмотрим работу мультиплексора на примере микросхемы К555КП15.

Микросхема К555КП15 является мультиплексором, восьмиканальным и одноразрядным, то есть она позволяет реализовать восьмипозиционный переключатель сигналов на одно направление. Таблица истинности данной микросхемы показана ниже. В таблице сигналы на входах 0 … 7 обозначены D0 … D7, Q – прямой выход, -Q – инверсный, Z – третье состояние.

ВходыВыходы
421СQQ
XXX1ZZ
0000D0-D0
0010D1-D1
0100D2-D2
0110D3-D3
1000D4-D4
1010D5-D5
1100D6-D6
1110D7-D7


Таблица истинности 8-канального мультиплексора (К555КП15).

Работает данная микросхема следующим образом. Когда на разрешающем входе С высокий логический уровень, то на выходах – прямом и инверсном высокоимпендансное состояние, то есть какой либо сигнал отсутствует. Разрешающим является низкий логический уровень на входе С, в таком случае сигнал на выходах соответствует сигналу на том входе, номер которого в двоичном коде задаётся на входах 1, 2, 4. Сигнал на инверсном входе противоположен сигналу на прямом входе.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Микросхемы.

Микросхемы ТТЛ (74...).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5...2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (

серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6
132
25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4 4,8 15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток I

oвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2 2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 0,4 0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых
, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7 3,4 2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20 50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1 0,1 1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

Мультиплексоры Микросхемы последовательностного типа Справочник по микросхемам ТТЛ и КМОП Любительская Радиоэлектроника

 

 Мультиплексоры

 

  Широкое применение в цифровых устройствах находят микросхемы мультиплексоров, используемые для коммутации двоичных сигналов.

  Мультиплексор КП7 имеет восемь информационных входов D0 - D7, три адресных входа 1, 2, 4 и вход стробирования S (рис. 105). У микросхемы два выхода - прямой и инверсный. Если на входе стробирования лог. 1, на прямом выходе 0 независимо от сигналов на других входах. Если на входе стробирования лог. 0, сигнал на прямом выходе повторяет сигнал на том входе, номер которого совпадает с десятичным эквивалентом кода на входах 1,2,4 мультиплексора. На инверсном выходе сигнал всегда противофазен сигналу на прямом выходе.

  Наличие входа стробирования позволяет простыми средствами строить мультиплексоры на большее число входов. На рис. 106 приведена схема мультиплексора на 16 входов, на рис. 107 - на 64.

  Мультиплексор К155КП5 (рис. 105) в отличие от КП7 имеет лишь инверсный выход и не имеет входа стробирования.

  Микросхема К155КП1 (рис. 105) содержит четыре адресных входа 1,2,4,8; 16 информационных входов D0 - D15 и вход стробирования S. Выход у этой микросхемы только инверсный. Все свойства и способы включения у нее такие же, как и у КП7.

  Микросхема КП2 (рис. 105) содержит два мультиплексора на четыре информационных входа D0 - D3 с отдельными входами стробирования, объединенными адресными входами и прямыми выходами.

  Микросхема КП11 (рис. 105) - четыре двухвходовых мультиплексора с общим управлением и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. При лог. 0 на адресном входе А на выход каждого мультиплексора проходит сигнал со входа D0, при лог. 1 -с входа D1. Выходы микросхемы активны при лог. 0 на входе ЕО.


 

  Подача лог 1 на вход ЕО переводит выходы в высокоимпедансное состояние.

  Микросхема КП12 (рис. 105) - два четырехвходовых мультиплексора с общим управлением и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. На выход каждого мультиплексора проходит сигнал со входа с номером, соответствующим десятичному эквиваленту двоичного кода, поданного на адресные входы 1 и 2. Каждый мультиплексор имеет свой вход перевода выхода в высокоимпедансное состояние ЕО, действующий подобно входу ЕО микросхемы К555КП 11.

  Микросхема КП13 (рис. 105) - четыре двухвходовых мультиплексора с общим управлением и регистром хранения на выходе (похожа на микросхему КР531ИР20).

 


 


 

  На входы регистра поступают сигналы со входов D0 микросхемы, если на адресном входе А лог. 0 и со входов D1, если на входе А лог. 1. Запись в регистр производится по спаду импульса положительной полярности на входе С.

  Микросхема КП14 (рис. 105) аналогична микросхеме К555КП11, но инвертирует мультиплексируемые сигналы.

  Микросхема КП15 (рис. 105) - восьмивходовый мультиплексор с прямым и инверсным выходом и с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. При лог. 0 на входе ЕО на выходы проходит сигнал с того входа, номер которого соответствует десятичному эквиваленту кода, поданного на адресные входы 1, 2, 4. На инверсный выход сигнал проходит с инверсией. Подача лог. 1 на вход ЕО переводит и прямой, и инверсный выходы в высокоимпедансное состояние.

  Микросхема КП16 (рис. 105) - четыре двухвходовых стробируемых мультиплексора. Логика ее работы аналогична логике работы микросхемы КП11, однако подача лог. 1 на вход S переводит выходы микросхемы в состояние лог. 0 независимо от состояния информационных и адресного входов.

  Микросхема КР533КП17 (рис. 105) аналогична микросхеме КП12, но инвертирует мультиплексируемые сигналы.

  Микросхема КП18 (рис. 105) аналогична КП16, но инвертирует мультиплексируемые сигналы. Подача лог. 1 на вход S микросхемы устанавливает выход в состояние лог. 1 независимо от состояния других входов.

  Микросхема КР1533КП19 (рис. 105) функционирует аналогично КП2, но инвертирует мультиплексируемые сигналы. Вход S этой микросхемы действует аналогично такому же входу КП18.

  Наиболее полный набор мультиплексоров входит в серию микросхем КР1533 - счетверенные мультиплексоры на два входа, сдвоенные на четыре входа и мультиплексоры на восемь входов, причем в каждой из этих групп есть мультиплексоры со стандартным выходом - КР1533КП16, КР1533КП2, КР1533КП17, с инверсным выходом - КР1533КП18, КР1533КП19, КР1533КП7, с выходом с высокоимпедансным состоянием - КР1533КП11, КР1533КП12, КР1533КП15, с инверсным выходом с высокоимпедансным состоянием - КР1533 КП14, КР1533КП17, КР1533КП15.

  Нагрузочная способность мультиплексоров КР1533КП2, КП7, КП11А, КП12, КП14А, КП15 составляет 12 мА в состоянии лог. 0 при выходном напряжении 0,4 В и 0,4 мА в состоянии лог. 1 при выходном напряжении 2,4 В, мультиплексоров КР1533КП16, КП17, КП18, КП19 аналогична той, что у микросхемы КР1533ИР22.

 


 

  Нагрузочная способность мультиплексоров серии КР531, выходы которых могут переводиться в высокоимпедансное состояние, составляет 20 мА в состоянии лог. 0 и 6,5 мА в состоянии лог. 1 при выходном напряжении 2,4 В.

  Возможность перевода выходов мультиплексоров КП11, КП12, КП14, КП15 и КП17 в высокоимпедансное состояние облегчает объединение микросхем для увеличения числа входов. На рис. 108 показано преобразование мультиплексоров микросхемы КП12 в один на восемь входов, на рис. 109 - на 64 входа.

 


 

 

  Назначение выводов микросхем КП12 и К155КП2, КП15 и К155КП7 совпадает за исключением входов перевода выходов микросхем в высокоимпедансное состояние. Это позволяет в большинстве случаев использовать микросхемы КП12 и КП15 взамен указанных микросхем серии К155 без переработки печатных плат.

 

МУЛЬТИПЛЕКСОР: СХЕМА И РАБОТА

Мультиплексор на микросхеме К155КП5

Мультиплексор – это прибор, который позволяет организовать передачу информации с нескольких входов на один выход, таким образом можно осуществить, например, опрос нескольких датчиков подключенных к одному порту микроконтроллера [1]. Работу приборов данного типа рассмотрим на примере микросхемы К155КП5 [2-4]

Данный конкретный мультиплексор имеет группу из восьми информационных входов I1-I8 и группу из трех адресных S0-S2 входов. На адресные входы подается двоичное число, которое кодирует номер того информационного входа, который в данной конкретной ситуации будет подключен к выходу мультиплексора. Питание подается на 14 выход микросхемы К514ИД2, общий провод 7. Питание осуществляется от стабилизированного источника питания напряжением 5В.

В данной работе код для адресных входов формируется при помощи счетчика DD1 [5], который считает импульсы с мультивибратора [6]. Информационные входы подключены таким образом, чтобы на выходе мультиплексора чередовался высокий и низкий логические уровни.

В целом, данная схема получается относительно сложной с большим количеством непаянных контактов, это приводит к тому, что мультиплексор иногда отказывается работать даже при правильной сборке из-за ненадежного контакта в одном из разъемов. Поэтому данную лабораторную работу, как и предыдущую работу о дешифраторах [8], можно использовать для обучения студентов поиску неисправностей в электрических схемах. Но все же в данном конструктивном исполнении макетной схемы, видимо 3-4 микросхемы являются разумным пределом, и собирать более сложные конструкции на модулях данной конструкции нецелесообразно.

Видео работы мультиплексора

Литература

  1. Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники – М. Просвещение, 1991
  2. http://www.chipinfo.ru/dsheets/ic/155/kp5.html
  3. http://esxema.ru/?p=2375
  4. https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/k155kp5.pdf
  5. http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/schetchik_na_mikroskheme/5-1-0-1372
  6. http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/multivibrator_na_ehlementakh_i_ne/5-1-0-1366
  7. http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/samodelnye_moduli_dlja_izuchenija_mikroskhem/5-1-0-1352
  8. http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/deshifrator_semisegmentnogo_indikatora/5-1-0-1373

Архив с файлами и документацией тут. Специально для Радиосхемы.ру - Denev.

   Форум

   Обсудить статью МУЛЬТИПЛЕКСОР: СХЕМА И РАБОТА


1.4.2 Мультиплексоры. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

1.4.2. Мультиплексоры

Широкое применение в цифровых устройствах находят микросхемы мультиплексоров, используемые для коммутации двоичных сигналов.

МультиплексорКП7 имеет восемь информационных входов D0 - D7, три адресных входа 1, 2, 4 и вход стробирования S (рис. 105). У микросхемы два выхода - прямой и инверсный. Если на входе стробирования лог. 1, на прямом выходе 0 независимо от сигналов на других входах. Если на входе стробирования лог. 0, сигнал на прямом выходе повторяет сигнал на том входе, номер которого совпадает с десятичным эквивалентом кода на входах 1,2,4 мультиплексора. На инверсном выходе сигнал всегда противофазен сигналу на прямом выходе.

Наличие входа стробирования позволяет простыми средствами строить мультиплексоры на большее число входов. На рис. 106 приведена схема мультиплексора на 16 входов, на рис. 107 - на 64.

МультиплексорК155КП5 (рис. 105) в отличие от КП7 имеет лишь инверсный выход и не имеет входа стробирования.

МикросхемаК155КП1 (рис. 105) содержит четыре адресных входа 1,2,4,8; 16 информационных входов D0 - D15 и вход стробирования S. Выход у этой микросхемы только инверсный. Все свойства и способы включения у нее такие же, как и у КП7.

МикросхемаКП2 (рис. 105) содержит два мультиплексора на четыре информационных входа D0 - D3 с отдельными входами стробирования, объединенными адресными входами и прямыми выходами.

МикросхемаКП11 (рис. 105) - четыре двухвходовых мультиплексора с общим управлением и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. При лог. 0 на адресном входе А на выход каждого мультиплексора проходит сигнал со входа D0, при лог. 1 -с входа D1. Выходы микросхемы активны при лог. 0 на входе ЕО.

1-4-21.jpg

Подача лог 1 на вход ЕО переводит выходы в высокоимпедансное состояние.

МикросхемаКП12 (рис. 105) - два четырехвходовых мультиплексора с общим управлением и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. На выход каждого мультиплексора проходит сигнал со входа с номером, соответствующим десятичному эквиваленту двоичного кода, поданного на адресные входы 1 и 2. Каждый мультиплексор имеет свой вход перевода выхода в высокоимпедансное состояние ЕО, действующий подобно входу ЕО микросхемы К555КП 11.

МикросхемаКП13 (рис. 105) - четыре двухвходовых мультиплексора с общим управлением и регистром хранения на выходе (похожа на микросхему КР531ИР20). На входы регистра поступают сигналы

1-4-22.jpg

1-4-23.jpg

со входов D0 микросхемы, если на адресном входе А лог. 0 и со входов D1, если на входе А лог. 1. Запись в регистр производится по спаду импульса положительной полярности на входе С.

МикросхемаКП14 (рис. 105) аналогична микросхеме К555КП11, но инвертирует мультиплексируемые сигналы.

МикросхемаКП15 (рис. 105) - восьмивходовый мультиплексор с прямым и инверсным выходом и с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. При лог. 0 на входе ЕО на выходы проходит сигнал с того входа, номер которого соответствует десятичному эквиваленту кода, поданного на адресные входы 1, 2, 4. На инверсный выход сигнал проходит с инверсией. Подача лог. 1 на вход ЕО переводит и прямой, и инверсный выходы в высокоимпедансное состояние.

МикросхемаКП16 (рис. 105) - четыре двухвходовых стробируемых мультиплексора. Логика ее работы аналогична логике работы

микросхемы КП11, однако подача лог. 1 на вход S переводит выходы микросхемы в состояние лог. 0 независимо от состояния информационных и адресного входов.

Микросхема КР533КП17 (рис. 105) аналогична микросхеме КП12, но инвертирует мультиплексируемые сигналы.

МикросхемаКП18 (рис. 105) аналогична КП16, но инвертирует мультиплексируемые сигналы. Подача лог. 1 на вход S микросхемы устанавливает выход в состояние лог. 1 независимо от состояния других входов.

МикросхемаКР1533КП19 (рис. 105) функционирует аналогично КП2, но инвертирует мультиплексируемые сигналы. Вход S этой микросхемы действует аналогично такому же входу КП18.

Наиболее полный набор мультиплексоров входит в серию микросхем КР1533 - счетверенные мультиплексоры на два входа, сдвоенные на четыре входа и мультиплексоры на восемь входов, причем в каждой из этих групп есть мультиплексоры со стандартным выходом - КР1533КП16, КР1533КП2, КР1533КП17, с инверсным выходом - КР1533КП18, КР1533КП19, КР1533КП7, с выходом с высокоимпедансным состоянием - КР1533КП11, КР1533КП12, КР1533КП15, с инверсным выходом с высокоимпедансным состоянием - КР1533 КП14, КР1533КП17, КР1533КП15.

Нагрузочная способность мультиплексоров КР1533КП2, КП7, КП11А, КП12, КП14А, КП15 составляет 12 мА в состоянии лог. 0 при выходном напряжении 0,4 В и 0,4 мА в состоянии лог. 1 при вы

1-4-24.jpg

ходном напряжении 2,4 В, мультиплексоров КР1533КП16, КП17, КП18, КП19 аналогична той, что у микросхемы КР1533ИР22. Нагрузочная способность мультиплексоров серии КР531, выходы которых могут переводиться в высокоимпедансное состояние, составляет 20 мА в состоянии лог. 0 и 6,5 мА в состоянии лог. 1 при выходном напряжении 2,4 В.

Возможность перевода выходов мультиплексоров КП11, КП12, КП14, КП15 и КП17 в высокоимпедансное состояние облегчает объединение микросхем для увеличения числа входов. На рис. 108 показано преобразование мультиплексоров

1-4-25.jpg

микросхемы КП12 в один на восемь входов, на рис. 109 - на 64 входа.

Назначение выводов микросхем КП12 и К155КП2, КП15 и К155КП7 совпадает за исключением входов перевода выходов микросхем в высокоимпедансное состояние. Это позволяет в большинстве случаев использовать микросхемы КП12 и КП15 взамен указанных микросхем серии К155 без переработки печатных плат.

 

2-х и 4-х канальный мультиплексор: принцип работы и схема

В данной статье мы рассмотрим мультиплексор, подробно опишем принцип его работы, в каких целях используется, как изображается на схеме, а так же как подключается. Рассмотрим 2-х и 4-х канальный мультиплексор.

Описание и принцип работы

Мультиплексирование — это общий термин, используемый для описания операции отправки одного или нескольких аналоговых или цифровых сигналов по общей линии передачи в разное время или на разных скоростях, и как таковое устройство, которое мы используем для этого, называется мультиплексором. Приобрести мультиплексор вы можете на Алиэкспресс:

Мультиплексор, сокращенно «MUX» или «MPX», представляет собой комбинационную логическую схему, предназначенную для переключения одной из нескольких входных линий на одну общую выходную линию с помощью управляющего сигнала. Мультиплексоры работают как быстродействующие многопозиционные поворотные переключатели, соединяющие или контролирующие несколько входных линий, называемых «каналами», по одному за раз.

Мультиплексоры могут представлять собой либо цифровые схемы, выполненные из высокоскоростных логических элементов, используемых для переключения цифровых или двоичных данных, либо они могут быть аналоговыми типами, использующими транзисторы, полевые МОП-транзисторы или реле для переключения одного из входов напряжения или тока на один выход.

Основным типом мультиплексора является однонаправленный поворотный переключатель, как показано на рисунке.

конструкция мультиплексораконструкция мультиплексора

Поворотный переключатель, также называемый пластинчатым переключателем, поскольку каждый слой переключателя известен как пластина, представляет собой механическое устройство, вход которого выбирается вращением вала. Другими словами, поворотный переключатель — это ручной переключатель, который можно использовать для выбора отдельных линий данных или сигналов, просто повернув его входы «ВКЛ» или «ВЫКЛ». Итак, как мы можем выбрать каждый ввод данных автоматически с помощью цифрового устройства.

В цифровой электронике мультиплексоры также известны как селекторы данных, поскольку они могут «выбирать» каждую входную линию и состоят из отдельных аналоговых переключателей, заключенных в единый пакет ИС, в отличие от селекторов «механического» типа, таких как обычные переключатели и реле.

Они используются в качестве одного из методов уменьшения количества логических элементов, требуемых в конструкции схемы, или когда требуется, чтобы одна линия данных или шина данных передавали два или более различных цифровых сигналов. Например, один 8-канальный мультиплексор.

Как правило, выбор каждой входной линии в мультиплексоре контролируется дополнительным набором входов, называемых линиями управления, и в соответствии с двоичным состоянием этих управляющих входов, либо «ВЫСОКИМ», либо «НИЗКИМ», соответствующий вход данных подключается напрямую к выходу. Обычно мультиплексор имеет четное количество 2 n строк ввода данных и количество «управляющих» входов, которые соответствуют количеству входов данных.

Обратите внимание, что мультиплексоры отличаются по работе от кодеров. Кодеры могут переключать n-битный шаблон ввода на несколько выходных строк, которые представляют двоичный кодированный (BCD) выходной эквивалент активного входа.

Мы можем построить простой мультиплексор 2 в 1 из базовых логических «НЕ И» элементов, как показано на рисунке.

2-х канальный мультиплексор

Мультиплексор с 2 входамиМультиплексор с 2 входами

Вход А этого простого мультиплексора схемы 2-1, построенной из стандартных логических элементов действует, чтобы контролировать какой вход (I 0  или I 1 ) передается на выход Q.

Из приведенной выше таблицы истинности мы можем видеть, что, когда вход выбора данных A в логике 0, вход I 1 передает свои данные через схему мультиплексора логического элемента «НЕ И» на выход, в то время как вход I 0 блокируется. Когда выбор данных A в логике 1, происходит обратное, и теперь вход I 0 передает данные на выход Q, в то время как вход I 1 блокируется.

Таким образом, применяя либо логическую «0», либо логическую «1» в точке A, мы можем выбрать соответствующий вход, I 0 или I 1, при этом схема будет немного похожа на однополюсный переключатель двойного хода (SPDT).

Поскольку у нас есть только одна линия управления, (A), то мы можем переключать только 2 1 входа, и в этом простом примере 2-входной мультиплексор соединяет один из двух 1-битных источников с общим выходом, создавая 2-в-1 мультиплексор. Мы можем подтвердить это в следующем булевом выражении.

булевое выражениебулевое выражение

и для нашей схемы 2-входного мультиплексора можно упростить к:

булевое выражениебулевое выражение

Мы можем увеличить количество входных данных, которые будут выбраны в дальнейшем, просто следуя той же процедуре, и более крупные схемы мультиплексоров могут быть реализованы с использованием меньших 2-в-1 мультиплексоров в качестве их основных строительных блоков. Таким образом, для мультиплексора с 4 входами нам потребуется две строки выбора данных, поскольку 4 входа представляют 2 2 линии управления данными, дающие схему с четырьмя входами, I 0 , I 1 , I 2 , I 3 и двумя линиями выбора данных A и B, как показано.

4-х канальный мультиплексор

4-х канальный мультиплексор4-х канальный мультиплексор

Булевое логическое выражение для этого мультиплексора 4-в-1 с входами от A до D и линиями выбора данных a, b задается как:

булевое выражение для 4-х канального мультиплексорабулевое выражение для 4-х канального мультиплексора

В этом примере в любой момент времени только один из четырех аналоговых переключателей замкнут, соединяя только один из входных линий от A до D к одному выходу Q. То, какой переключатель замкнут, зависит от входного кода адресации в строках « a » и « b ».

Таким образом, для этого примера, чтобы выбрать вход B для выхода в точке Q, адрес двоичного входа должен быть « a » = логическая «1» и « b » = логический «0». Таким образом, мы можем показать выбор данных через мультиплексор как функцию битов выбора данных, как показано.

Выбор входной линии мультиплексора

Выбор входной линии мультиплексораВыбор входной линии мультиплексора

Добавление большего количества линий адреса управления (n) позволит мультиплексору управлять большим количеством входов, поскольку он может переключать 2 n входов, но каждая конфигурация линии управления будет подключать только ОДИН вход к выходу.

Тогда реализация вышеуказанного логического выражения с использованием отдельных логических элементов потребует использования семи отдельных элементов, состоящих из элементов «И» , «ИЛИ» и «НЕ», как показано.

4-канальный мультиплексор с использованием логических элементов

4-канальный мультиплексор с использованием логических вентилей4-канальный мультиплексор с использованием логических вентилей

Символ, используемый в логических схемах для идентификации мультиплексора, выглядит следующим образом:

Символ мультиплексора на схеме

мультиплексор на схемемультиплексор на схеме

Мультиплексоры не ограничиваются простым переключением нескольких различных входных линий или каналов на один общий выход. Существуют также типы, которые могут переключать свои входы на несколько выходов и иметь конфигурации 4-к-2, 8-к-3 или даже 16-к-4 и т.д. И пример простого двухканального 4-входного мультиплексора (4- к-2) приводится ниже:

2-канальный 4-входной мультиплексор2-канальный 4-входной мультиплексор

Здесь, в этом примере, 4 входных канала переключаются на 2 отдельные выходные линии, но возможны и более крупные конфигурации. Эту простую конфигурацию 4-в-2 можно использовать, например, для переключения аудиосигналов для стерео предварительных усилителей или микшеров.

Регулируемый усилитель

Наряду с отправкой параллельных данных в последовательном формате по одной линии передачи или соединению, другое возможное использование многоканальных мультиплексоров — в устройствах цифрового аудио в качестве микшеров или где, например, усиление аналогового усилителя может регулироваться цифровым образом.

Усилитель с цифровой регулировкой

Усилитель с цифровой регулировкойУсилитель с цифровой регулировкой

Здесь усиление напряжения инвертирующего операционного усилителя зависит от соотношения между входным резистором R IN и его резистором обратной связи Rƒ, как определено в руководствах по операционному усилителю.

Один 4-канальный SPST-переключатель, сконфигурированный как мультиплексор 4-к-1 канала, соединен последовательно с резисторами, чтобы выбрать любой резистор обратной связи для изменения значения Rƒ . Комбинация этих резисторов будет определять общее усиление напряжения усилителя ( Av ). Затем усиление напряжения усилителя можно отрегулировать цифровым способом, просто выбрав соответствующую комбинацию резисторов.

Цифровые мультиплексоры иногда также называют «селекторами данных», поскольку они выбирают данные для отправки на выходную линию и обычно используются в коммуникационных или высокоскоростных коммутационных сетях, таких как приложения LAN (локальная вычислительная сеть) и интернет.

Некоторые интегральные микросхемы имеют один инвертирующий элемент, подключенный к выходу, чтобы обеспечить положительный логический выход (логическая «1») на одном элементе и дополнительный отрицательный логический выход (логическая «0») на другом элементе.

Можно сделать простые схемы мультиплексора из стандартных элементов «И» и «ИЛИ», как мы видели выше, но обычно мультиплексоры / селекторы данных доступны в виде стандартных пакетов ic, таких как общий мультиплексор с 8 входами в 1 TTL 74LS151 или TTL 74LS153 Dual Мультиплексор 4 входа на 1 линию. Схемы мультиплексора с гораздо большим числом входов могут быть получены путем каскадного соединения двух или более устройств меньшего размера.

Краткий обзор мультиплексора

Мультиплексоры являются коммутационными цепями, которые просто переключают или направляют сигналы через себя, и, будучи комбинационной схемой, они не имеют памяти, поскольку нет пути обратной связи по сигналам. Мультиплексор является очень полезной электронной схемой, которая используется во многих различных устройствах, таких как маршрутизация сигналов, передача данных и приложения управления шиной данных.

При использовании с демультиплексором параллельные данные могут передаваться в последовательной форме по одному каналу передачи данных, например по оптоволоконному кабелю или телефонной линии, и снова преобразовываться в параллельные данные. Преимущество состоит в том, что требуется только одна последовательная строка данных вместо нескольких параллельных линий данных. Поэтому мультиплексоры иногда называют «селекторами данных», так как они выбирают данные в линию.

Мультиплексоры также могут использоваться для коммутации аналоговых, цифровых или видеосигналов, причем ток переключения в аналоговых цепях питания ограничен величиной от 10 мА до 20 мА на канал, чтобы уменьшить тепловыделение.

В следующей статье о комбинационных логических устройствах мы рассмотрим противоположность мультиплексора, называемого демультиплексором, который занимает одну входную линию и соединяет ее с несколькими выходными линиями.

Ключи и мультиплексоры Справочник по микросхемам ТТЛ и КМОП Любительская Радиоэлектроника

 

 Ключи и мультиплексоры

  Микросхемы К176КТ1, К561КТЗ, КР1561КТЗ (рис. 250) содержат по четыре аналоговых ключа. Каждый ключ имеет три вывода - два информационных А и В и один управляющий С. При подаче лог. 0 на вход С информационные выводы разомкнуты между собой и паспортный ток утечки между ними не превышает 2 мкА (реально значительно меньше). При подаче лог. 1 на вход С сопротивление ключа уменьшается до нескольких сотен Ом. Это сопротивление нелинейно и зависит


 

 от напряжения между информационным выводом, на который подается входной сигнал, и общим проводом. Максимальное сопротивление ключ имеет при указанном напряжении, близком к половине напряжения питания, минимальное - при .напряжении, близком к нулю или напряжению питания.

В табл. 9 приведены минимальное и максимальное сопротивление открытого ключа при изменении напряжения на его информационном входе при различных напряжениях питания. Как видно из таблицы, при напряжении питания 3...5 В ключ К176КТ1 может пропускать сигнал, лишь близкий к напряжению питания или нулю, то есть только цифровой сигнал. Аналоговый сигнал, меняющийся в диапазоне от нуля до напряжения питания, ключ К176КТ1 может пропускать лишь при напряжении питания 9...15 В. Для ключей микросхемы К561КТЗ диапазон напряжений питания, при котором возможно пропускание аналогового сигнала - от 5 до 15 В. Для получения малых нелинейных искажений при коммутации аналоговых сигналов

 

Напряжение источника питания,В ;

Сопротивление открытого

ключа, Ом

К176КТ1 К561КТЗ

3

400...бесконеч. 500...бесконеч.

5

200...бесконеч. 250...1000

9

100...1200 110,..220

10

100...600 100...200

15

100...200 60...120

 

сопротивление нагрузки должно иметь величину порядка 100 кОм и более. В любом случае амплитудные значения коммутируемого сигнала не должны быть выше напряжения источника питания и ниже нуля.

Микросхемы К561КП1 и КР1561КП1 содержат по два четырехвходовых мультиплексора. Микросхемы имеют два адресных входа 1 и 2, общие для обоих мультиплексоров, общий вход стробирования S, информационные входы ХО - ХЗ первого мультиплексора и его выход, входы Y0 - Y3 второго мультиплексора и его выход. Два варианта изображения микросхемы КП1 приведены на рис. 251.

При подаче на адресные входы 1 и 2 двоичного кода адреса и на вход S лог. 0 выходы мультиплексоров соединяются со входами, номера которых соответствуют десятичному эквиваленту кода адреса. Если на входе S лог. 1, выходы мультиплексоров отключаются от входов и переходят в высокоимпедансное состояние. Соединение входов с выходом мультиплексора происходит аналогично соединению в микросхемах К176КТ1, К561КТЗ и КР1561КТЗ при помощи двунаправленных ключей на комплементарных МОП-транзисторах. Передаваемый через мультиплексор сигнал может быть как аналоговым,


 

так и цифровым, он может передаваться как со входов на выход (микросхема работает в режиме мультиплексора), так и с выхода распределяться на входы (режим демультиплексора).

Особенность микросхемы КП1 по сравнению с ранее рассмотренными ключами КТ1 и КТЗ - возможность коммутации аналоговых и цифровых сигналов с амплитудой от пика до пика, превышающей амплитуду входных управляющих сигналов, подаваемых на входы 1,2, S.

Микросхема имеет три вывода для подачи напряжения питания -вывод 16 Uпит1, вывод 7 - Uпит2, вывод 8 - общий провод. Напряжение Uпит1 должно быть положительным и находиться в пределах от 3 до 15В, напряжение Uпит2 - равно нулю или отрицательное, сумма абсолютных величин Uпит1 и Uпит2 не должна превышать 15В. Входные управляющие сигналы должны иметь уровни Uпит1, (лог. 1) и 0 В (лог. 0), коммутируемые сигналы могут находиться в диапазоне от Uпит1 до Uпит2. В табл. 10 приведены некоторые возможные сочетания напряжений источников питания, управляющих сигналов, а также диапазон возможного изменения сопротивления открытого ключа мультиплексора. Максимальное сопротивление открытый ключ имеет при коммутируемом напряжении в середине допустимого диапазона напряжений, минимальное - на краях диапазона.

Для увеличения числа каналов мультиплексоров-демультиплексоров можно применить объединение выходов различных микросхем между собой. На рис. 252 приведена схема соединения двух микросхем для получения двух восьмиканальных мультиплексоров -


 

демультиплексоров. Код, подаваемый на входы 1, 2, 4, определяет, какой из входов ХО - Х7, YO - Y7 будет соединен с выходами Х и Y.

Для получения большего числа каналов входами стробирования микросхем КП1 следует управлять от дешифратора КР1561ИД7, через инверторы от дешифраторов КР1561ИД6, К561ИД1 (рис. 253) или от счетчиков К561ИЕ8 или К561 ИЕ9.

Если необходим один мультиплексор-демультиплексор на большее число входов, возможно последовательное соединение микро-схем. На рис. 254 приведена схема последовательного включения микросхем для организации устройства на 8 каналов, на рис. 255 -на 16 каналов.

Вторую ступень мультиплексирования можно выполнить на микросхемах К176КТ1, К561КТЗ или КР1561КТЗ. Для примера на рис. 256 приведена схема мультиплексора-демультиплексора на 8 каналов. Если необходимо мультиплексирование лишь цифровых сигналов, вторая ступень мультиплексора может быть выполнена на микросхеме К561ЛС2, при этом вход стробирования S должен быть соединен с общим проводом (рис. 257).

Одну микросхему К561 КП1 или КР1561 КП1 можно использовать как четыре ключа, управляемых двухразрядным кодом (рис. 258). В зависимости от кода, поданного на входы 1 и 2, могут быть соединены выводы Х0 и Y0, XI и Y1 и т. д.

Микросхемы К561КП2 и КР1561КП2 - восьмиканальные мультиплексоры-демультиплексоры (рис. 259), их характеристики, назначение выводов, способы включения такие же, как микросхем К561 КП1 и КР1561КП1.

 

Напряжения

питания, В.

Управляющие сигналы,

Коммутируемый сигнал

Сопротивление открытого ключа,Ом
Uпит1 Uпит2 лог.1 лог.0 Umax Umin
3 0 3 0 3 0 300...3000
5 0 5 0 5 0 200...400
10 0 10 0 10 0 160...200
15 0 15 0 15 0 120...140
3 -6 3 0 3 -6 180... 220
5 -5 5 0 5 -5 160...200
5 -10 5 0 5 -10 120...140
7,5 -7,5 7,5 0 7,5 -7,5 120...140

  

Микросхемы КП1 и КП2 могут быть использованы в устройствах динамической индикации, для опроса различных датчиков цифровых и аналоговых сигналов, в качестве дешифраторов, для распределения сигналов, принятых по одному проводу, по различным потребителям. 
 

Интересным применением мультиплексоров является генерация произвольной функции входного кода. Для примера на рис. 260 приведена схема генерации сигнала, равного лог. 1 для входных кодов, соответствующих десятичным числам 1,3,5,7,8,10 и 12, и лог. 0 для входных кодов 2, 4, 6, 9 и 11. Такой генератор может использоваться в электронном календаре для определения числа дней в текущем месяце - лог. 1 соответствует 31 дню, лог. 0-30 дням (кроме февраля). Нетрудно видеть, что один мультиплексор на К входов позволяет построить генератор произвольной функции от одного входного кода, принимающего К значений, а мультиплексор и инвертор - функцию на 2К значений входного кода. В данном примере (рис. 260) используется мультиплексор на 8 входов, входной код принимает 12 значений, остальные четыре значения не используются.

 

 


 


 

Отметим, что генерацию указанной функции для календаря можно осуществить значительно проще - при помощи одного элемента <Исключающее ИЛИ> из микросхем К176ЛП2, К561ЛП2 или КР1561ЛП2 (рис. 261).


 

90000 90001 Multiplexer (MUX) - WikiChip 90002 90003 90004 90005 Multiplexer 90006 90007 90008 90003 90004 Typical Symbol (2: 1 MUX) 90007 90008 90003 90004 90007 90008 90003 90004 Functional 90007 90008 90003 90004 90007 90008 90003 90004 Truth Table 90007 90008 90003 90004 90000 90032 90003 90034 2: 1 MUX 90035 90008 90003 90038 Inputs 90035 90040 Outputs 90035 90008 90003 90040 Sel 90035 90040 A 90035 90040 B 90035 90040 Q 90035 90008 90003 90004 0 90007 90004 0 90007 90004 X 90007 90004 0 90007 90008 90003 90004 0 90007 90004 1 90007 90004 X 90007 90004 1 90007 90008 90003 90004 1 90007 90004 X 90007 90004 0 90007 90004 0 90007 90008 90003 90004 1 90007 90004 X 90007 90004 1 90007 90004 1 90007 90008 90093 90094 90007 90008 90003 90004 90000 90032 90003 90004 Other Gates 90007 90008 90003 90004 90000 90032 90003 90004 Buffer 90007 90004 TriBuffer 90007 90004 NOT 90007 90008 90003 90004 AND 90007 90004 OR 90007 90004 XOR 90007 90008 90003 90004 NAND 90007 90004 NOR 90007 90004 XNOR 90007 90008 90003 90004 Trans 90007 90004 AOI 90007 90004 OAI 90007 90008 90003 90004 MAJ 90007 90004 INH 90007 90004 IMPLY 90007 90008 90003 90004 NIMPLY 90007 90008 90093 90094 90007 90008 90093 90094 90007 90008 90003 90004 90000 90032 90003 90004 Other Components 90007 90008 90003 90004 90000 90032 90003 90038 Plexers 90035 90008 90003 90004 MUX 90007 90004 DEMUX 90007 90004 Encoder 90007 90008 90003 90004 Decoder 90007 90004 Pri-Encoder 90007 90008 90003 90038 ALU 90035 90008 90003 90004 Adder 90007 90004 Subtractor 90007 90004 Multiplier 90007 90008 90003 90004 Divider 90007 90004 Shifter 90007 90004 Rotator 90007 90008 90003 90004 MAC 90007 90004 Comparator 90007 90004 Negator 90007 90008 90003 90038 Memory 90035 90008 90003 90004 D latch 90007 90004 D flip-flop 90007 90004 SR latch 90007 90008 90003 90004 90007 90008 90093 90094 90007 90008 90093 90094 90007 90008 90094.90000 CD4052 Multiplexer / Demultiplexer IC Pinout, Datasheet, Features & Equivalent 90001 90002 The 90003 CD4052 90004 is a 90003 4-Channel Multiplexer and Demulitplexer IC 90004. It can either be used as a 4: 1 Multiplexer or 1: 4 Demultiplexer. The IC supports both Analog and Digital voltages and hence widely used in many designs. 90007 90002 90007 90010 90011 Pin Configuration 90012 90013 90014 90015 90016 90017 90002 90011 Pin Number 90012 90007 90022 90017 90002 90011 Pin Name 90012 90007 90022 90017 90002 90011 Description 90012 90007 90022 90035 90016 90017 90002 16 90007 90022 90017 90002 Vdd 90007 90022 90017 90002 Positive power input, maximum 20V 90007 90022 90035 90016 90017 90002 7 90007 90022 90017 90002 Vee 90007 90022 90017 90002 Negative power rail, normally connected to ground.90007 90022 90035 90016 90017 90002 8 90007 90022 90017 90002 Vss (Ground) 90007 90022 90017 90002 Connected to ground of the circuit 90007 90022 90035 90016 90017 90002 6 90007 90022 90017 90002 INH 90007 90022 90017 90002 Enable pin - Must be pulled to ground for normal operation 90007 90022 90035 90016 90017 90002 9,10 90007 90022 90017 90002 A, B 90007 90022 90017 90002 Channel Select pins 90007 90022 90035 90016 90017 90002 1,12 90007 90022 90017 90002 Y0, X0 90007 90022 90017 90002 Channel 0 Input / Output 90007 90022 90035 90016 90017 90002 5,14 90007 90022 90017 90002 Y1, X1 90007 90022 90017 90002 Channel 1 Input / Output 90007 90022 90035 90016 90017 90002 2,15 90007 90022 90017 90002 Y2, X2 90007 90022 90017 90002 Channel 2 Input / Output 90007 90022 90035 90016 90017 90002 4,11 90007 90022 90017 90002 Y3, X3 90007 90022 90017 90002 Channel 3 Input / Output 90007 90022 90035 90016 90017 90002 3,13 90007 90022 90017 90002 Y, X 90007 90022 90017 90002 Common Output / Input 90007 90022 90035 90176 90177 90002 90007 90010 90011 Features 90012 90013 90184 90185 4-Channel Mux and Demux 90186 90185 4: 1 Multiplexer IC 90186 90185 1: 4 Demultiplexer IC 90186 90185 Supports both Analog and Digital Voltage 90186 90185 Nominal Voltage: 5V, 10V, 15V 90186 90185 Maximum Operating Voltage: 20V 90186 90185 Propagation Delay: 400ns at 5V 90186 90185 Available in 16-pin PDIP, CDIP, SOIC, TSSOP packages 90186 90201 90002 90011 Note: 90012 90205 Complete Technical Details can be found at the 90206 90003 CD4052 90004 90205 90003 datasheet 90004 given at the end of this page.90206 90007 90002 90007 90010 90011 Alternatives Multiplexers 90012 90013 90002 74HC4067, 74HC157, CD4016 90007 90002 90007 90010 90011 CD4052 Equivalents 90012 90013 90002 NTE4052, 4017 90007 90002 90007 90010 90011 Where to use CD4052 IC 90012 90013 90002 The 90003 IC CD4052 90004 is a CMOS based high voltage Multiplexer and Demultiplexer IC. The IC is commonly used in circuit where a 4: 1 MUX or a 1: 4 DEMUX is required in a Programmable Logic circuit Design.It can handle both analog and digital voltages hence can be used in Analog to Digital and Digital to Analog converters. 90007 90002 90007 90002 90011 CD4052 as 4: 1 Multiplexer: 90012 90007 90002 The CD4052 can be used as a 4: 1 Multiplexer, that is it can take inputs from 4-channel and convert it to single channel output based in the channel select pins. In our case the four Input channels are X0Y0, X1Y1, X2Y2 and X3 and Y3 and the single output channel is X, Y. The output on the single channel is decided based on the channel select pins A and B.The state of the select pins and channel selection is shown in below table: 90007 90014 90015 90016 90017 90002 90011 A 90012 90007 90022 90017 90002 90011 B 90012 90007 90022 90017 90002 90011 Channel Selected 90012 90007 90022 90035 90016 90017 90002 0 90007 90022 90017 90002 0 90007 90022 90017 90002 Channel 0 90007 90022 90035 90016 90017 90002 1 90007 90022 90017 90002 0 90007 90022 90017 90002 Channel 1 90007 90022 90035 90016 90017 90002 0 90007 90022 90017 90002 1 90007 90022 90017 90002 Channel 2 90007 90022 90035 90016 90017 90002 1 90007 90022 90017 90002 1 90007 90022 90017 90002 Channel 3 90007 90022 90035 90176 90177 90002 90007 90002 The complete working of a 4: 1 MUX using the CD4052 simulation is shown in the video below, the image here shows a snapshot of it.90007 90002 90333 90007 90002 As you can see in the above image, the channel select pins are 1 and 0 for A and B respectively. Meaning the Channel 1 that is X1 and Y1 is selected. So the input given to X1 and Y1 is reflected on the pins X and Y. 90007 90002 90007 90002 90011 CD4052 as 1: 4 Demultiplexer: 90012 90007 90002 The 90003 CD4052 90004 can be used as a 90003 1: 4 Demultiplexer 90004 also, that is it can take one input and provide it either one of the 4 output channels based on the channel select pins.Here the input pins will be X and Y. The output pins can either be X0, Y0 or X1, Y1 or X2, Y2 or X3, Y3 based on the value set on A and B pins. We have already discussed the how to select the channel using pins A and B in the above table. 90007 90002 90350 90007 90002 The above image shows the simulation of 90003 CD4052 in demultiplexer circuit 90004, the complete working can be found in the video linked below. As you can see here, the channel 2 is selected by making A as 0 and B as 1. And hence the input given to pin X and Y is reflected on the channel 2 X2 and Y2 pins.90007 90356 90357 90002 90007 90010 90011 Applications 90012 90013 90184 90185 Multiplexer and Demultiplxer circuit 90186 90185 A / D and D / A converter circuits 90186 90185 Network switching 90186 90185 Programmable Logic circuits. 90186 90201 90002 90007 90002 90011 2D Model of CD4052 (PDIP): 90012 90007 90002 90011 90012 90007 .90000 What is Multiplexer, How it works & Multiplexer Circuit 90001 90002 The term 90003 Multiplexer 90004 which is also commonly called as "90003 MUX 90004" or "90003 MPX 90004" refers to selecting one output of the many available inputs. Professor Shankar Balachandran (IIT-M) explains multiplexing as the 90003 method of transmitting a large number of information units over a small number of channels 90004 or lines and a Digital Multiplexer is a combinational Logic circuit that selects binary information from one of the many input lines and directs it to a single output line.90011 90002 In this article, we will learn 90003 how these Multiplexers work, how to design one for our project and also try out a practical example on a breadboard 90004 to check the working on the Hardware. 90011 90002 90011 90018 90003 Basics of Multiplexers: 90004 90021 90002 The best way to understand Multiplexers is by looking at a single pole multi-positioned as shown below. Here the switch has multiple inputs D0, D1, D2 and D3 but it has only one Output (Out) pin. The Control knob is used to select one of the four available data and this data will be reflected on the output side.This way the user can select the required the signal among many available signals. 90011 90002 90025 90011 90002 90011 90002 This is a plain example of a mechanical Multiplexer. But in electronic circuit which involves high speed switching and data transfers we should be able to select the required input very fast using digital circuits. The Control signals (S1 and S0) does exactly the same, they select one input of the many available ones base on the signal provided to them. So the three basic and bare minimum terms on any Multiplexer will be Input Input Pins, Output Pin and Control Signal 90011 90002 90003 Input Pins: 90004 These are the available signal pins from which one has to be selected.These signals can either be a digital signal or an analog signal. 90011 90002 90003 Output Pin: 90004 A multiplexer will always have only one output pin. The selected input pin signal will be provided by the output pin. 90011 90002 90003 Control / Selection Pin: 90004 The Control Pins are used to select the input pin signal. The number of Control pins on a Multiplexer depends on the number of input pins. For example a 4-input multiplexer will have 2 signal pins. 90011 90002 For understanding purpose, let us consider a 4-input multiplexer that is shown above.It has two control signal using which we can select one of the available four input lines. The truth Table below illustrates the status of Control pins (S0 and S1) for selecting the required Input pin. 90011 90002 90046 90011 90002 90011 90002 Now, that we have understood the basic of Multiplexers let's take a look at the 2-Input Multiplexers and 4-Input Multiplexers which are most commonly used in application circuits. 90011 90002 90011 90018 90003 2-Input Multiplexers: 90004 90021 90002 As the name suggests for a 2-Input Multiplexers we will have 90003 2 Input lines and one Output Lines 90004.Also it will have only one Control pin to select between the available two Input pins. A Graphical representation of a 2: 1 Multiplexer is shown below. 90011 90002 90063 90011 90002 90011 90002 Here the input pins are named as D0 and D1 and the Output pin is named as out. The user can select one of the inputs that is either D0 or D1 by using the Control Pin S0. If S0 is kept low (logic 0) then the Input D0 will be reflected on the output pin and if the Input S0 is kept high (logic 1) then the Input D1 will be reflected on the output pin.The truth table representing the same is shown below 90011 90002 90070 90011 90002 90011 90002 As you can see from the table above, when the control signal S0 is 0 the Output reflects the signal values ​​of D0 (highlighted in blue) and similarly when the control signal S0 is 1 the Output reflects the signal values ​​of D1 (highlighted in red). There are few dedicated IC packages which will work as multiplexers straight out of the package, but since we are trying to understand the combinational logic designs, let us build the above 2-input multiplexer by using logic gates.The Logic circuit diagram for the same is shown below 90011 90002 90077 90011 90002 90011 90002 The logic diagram utilises only the NAND gates and hence can be easily build on a perf board or even on a breadboard. The Boolean expression for the Logic diagram can be given by 90011 90083 90003 Out = S 90085 0 90086 '.D 90085 0 90086' .D 90085 1 90086 + S 90085 0 90086 '.D 90085 0 90086 .D 90085 1 90086 + S 90085 0 90086 .D 90085 0 90086 .D 90085 1 90086 '+ S 90085 0 90086 .D 90085 0 90086.D 90085 1 90086 90004 90110 90002 90011 90002 We can further simply this Boolean expression by using the cancelling out the common terms, so that the logic diagram gets much more simple and easy to construct. The simplified Boolean expression is given below. 90011 90083 90003 Out = S 90085 0 90086 '.D 90085 0 90086 + S 90085 0 90086 .D 90085 1 90086 90004 90110 90002 90011 90018 90003 Higher Order Multiplexers (4: 1 Multiplexer): 90004 90021 90002 Once you understand the working of a 2: 1 Multiplexer, it should be easy to also understand the 4: 1 Multiplexer.90003 It is just that it will have 4 input pins and 1 output pins with two control lines 90004. These two control lines can form 4 different combinational logic signals and for each signal one particular input will be selected. 90011 90002 The number of control lines for any Multiplexer can be found using the below formulae 90011 90083 90003 2 90141 Number of Control lines 90142 = Number of Input lines 90004 90110 90002 90011 90002 So, for instance a 2: 1 Multiplexer will have 1 control line because 2 90141 1 90142 = 2 and a 4: 1 Multiplexer will have 2 control lines because 2 90141 2 90142 = 4.Similarly you can calculate for any higher order Multiplexers. 90011 90002 It is also common to combine to lower order multiplexers like 2: 1 and 4: 1 MUX to form higher order MUX like 8: 1 Multiplexer. Now, for example let us try to implement a 4: 1 Multiplexer using a 2: 1 Multiplexer. To construct a 4: 1 MUX using a 2: 1 MUX, we will have to combine three 2: 1 MUX together. 90011 90002 The end result should give us 4 Input pins, 2 Control / Select Pins and one output pin. To achieve the first two MUX is connected in parallel and then the output of those two are feeded as input to the 3 90141 rd 90142 MUX as shown below.90011 90002 90160 90161 90011 90002 90011 90002 The control / select line of the first two MUX is connected together to form a single line (S 90085 0 90086) and then the control line of the 3 90141 rd 90142 MUX is used as the second control / select signal. Thus finally we get a multiplexer with four inputs (W0, W1, W2 and W3) and only one output (f). The 90003 truth table for a 4: 1 Multiplexer 90004 is shown below. 90011 90002 90174 90011 90002 90011 90002 As you can see in the table above, for each set of value provided to the Control signal pins (S0 and S1) we get a different Output from the input pins on our output pin.This way we can use the MUX to select one among the available four input pins to work with. Normally these Control pins (S0 and S1) will be controlled automatically using a digital circuit. There are certain dedicated IC which can act as MUX and make the job easy for us, so let us take a look at them. 90011 90002 90011 90018 90003 Practical Implementation of Multiplexer using IC 4052: 90004 90021 90002 It is always interesting to build and verify things practically, such that the theory we learn would make more sense.So let us build a 4: 1 Multiplexer and check how it works. The IC that we are using here is 90003 MC14052B 90004 which has two 4: 1 Multiplexers inside it. The pinouts of the IC is shown below 90011 90002 90191 90011 90002 90011 90002 Here the pins X0, X1, X2 and X3 are the four input pins and the pin X is its corresponding output pin. The control pins A and B are used to select the required input to the output pin. The Vdd pin (pin 16) has to connect to the supply voltage which is + 5V and the Vss and Vee pin should be grounded.The Vee pin is for enable which is an active low pin so we have to ground it to enable this IC. The MC14052 is an Analog Multiplexer meaning the input pins can also be supplied with variable voltage and the same can be obtained though the output pins. The below GIF image shows how the IC outputs variable input voltage based in the control signals provided. The input pins has the voltage 1.5V, 2.7V, 3.3V and 4.8V which is also obtained on the Output pin based on the control signal given. 90011 90002 90198 90011 90002 90011 90002 We can also assemble this circuit over a breadboard and check if they are working.To do that I have used two push buttons are inputs for the control pins A and B. And used a series of potential divider combinations to provide variable voltages for the pins 12, 14, 15 and 11. The output pin 13 is connected to an LED. The variable voltages supplied to the LED will make it to vary the brightness based on the control signals. The circuit once build will look something like this below 90011 90002 90205 90011 90002 90208 90011 90002 90011 90002 The 90003 complete working video of the circuit 90004 can also be found at the bottom of this page.Hope you understood the working of Multiplexers and know where to use them in your projects. If you have any thoughts or doubts leave them in the comment section below and I will try my best to respond to them. You can also use the forums to resolve your technical doubts and share your knowledge among other members of this community. 90011 90002 90217 90218 90011 .90000 Switches & Multiplexers | Analog Devices 90001 90002 Some cookies are required for secure log-ins but others are optional for functional activities. Our data collection is used to improve our products and services. We recommend you accept our cookies to ensure you're receiving the best performance and functionality our site can provide. For additional information you may view the cookie details. Read more about our privacy policy. 90003 90004 Accept and proceed 90005 Accept and proceed 90002 The cookies we use can be categorized as follows: 90003 90008 90009 Strictly Necessary Cookies: 90010 90011 These are cookies that are required for the operation of analog.com or specific functionality offered. They either serve the sole purpose of carrying out network transmissions or are strictly necessary to provide an online service explicitly requested by you. 90012 90009 Analytics / Performance Cookies: 90010 90011 These cookies allow us to carry out web analytics or other forms of audience measuring such as recognizing and counting the number of visitors and seeing how visitors move around our website. This helps us to improve the way the website works, for example, by ensuring that users are easily finding what they are looking for.90012 90009 Functionality Cookies: 90010 90011 These cookies are used to recognize you when you return to our website. This enables us to personalize our content for you, greet you by name and remember your preferences (for example, your choice of language or region). Loss of the information in these cookies may make our services less functional, but would not prevent the website from working. 90012 90009 Targeting / Profiling Cookies: 90010 90011 These cookies record your visit to our website and / or your use of the services, the pages you have visited and the links you have followed.We will use this information to make the website and the advertising displayed on it more relevant to your interests. We may also share this information with third parties for this purpose. 90012 90025 Decline cookies.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *