8-900-374-94-44
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.
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
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 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.
| Входы | Выходы | ||||
| 4 | 2 | 1 | С | Q | Q |
| X | X | X | 1 | Z | Z |
| 0 | 0 | 0 | 0 | D0 | -D0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | D1 | -D1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | D2 | -D2 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | D3 | -D3 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | D4 | -D4 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | D5 | -D5 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | D6 | -D6 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | D7 | -D7 |
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.
Скажи спасибо автору нажми на кнопку социальной сети
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.
vicgain.sdot.ru
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.
Архив с файлами и документацией тут. Специально для Радиосхемы.ру — Denev.
Форум
Обсудить статью МУЛЬТИПЛЕКСОР: СХЕМА И РАБОТА
radioskot.ru
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).
vicgain.sdot.ru
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.
| 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.
| 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 Ioвх. 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.
| 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., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
www.microshemca.ru
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
Аналоговые и цифровые мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень (‘0’ или ‘1’) с выбранного входа. Мультиплексоры сокращённо обозначаются как MUX (от англ. multiplexer), а также MS (от англ. multiplexer selector).
Рис. 1: Обобщенная схема мультиплексора.
Обобщенная схема мультиплексора приведена на рис. 1. Мультиплексор MUX в общем случае можно представить в виде коммутатора, управляемого входной логической схемой. В качестве этой схемы обычно используется дешифратор. Входные логические сигналы Xi поступают на входы коммутатора и через коммутатор передаются на выход Y. Управление коммутатором осуществляется входной логической схемой. В цифровых мультиплексорах логические элементы коммутатора и дешифратора обычно объединяются. На вход логической схемы подаются адресные сигналы Ak (от англ. Address). Мультиплексоры могут иметь дополнительный управляющий вход E (от англ. Enable), который может разрешать или запрещать прохождение входного сигнала на выход Y. Кроме этого, некоторые мультиплексоры могут иметь выход с тремя состояниями: два логических состояния 0 и 1, и третье состояние — отключённый выход (выходное сопротивление равно бесконечности). Перевод мультиплексора в третье состояние производится снятием управляющего сигнала OE (от англ. Output Enable).
Wikimedia Foundation. 2010.
Intel 8259 — семейство программируемых контроллеров прерывания (ПКП), разработанных компанией Intel для микропроцессоров Intel 8080, Intel 8085 и Intel 8086. Семейство первоначально состояло из моделей 8259, 8259A и 8259B, но к текущему дню другими… … Википедия
ПЛИС — CPLD ПЛИС Altera MAX 7128, эквивалентная 2500 вентилям Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС, англ. … Википедия
Микроконтроллер — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок … Википедия
Математический сопроцессор — 80×287 в колодке на базовой плате персонального компьютера … Википедия
Motorola 6800 — Motorola MC6800 >> Центральный процессор … Википедия
КР580 — Микропроцессорный комплект cерии КР580 набор микросхем, аналогичных набору микросхем Радио 86РК, ЮТ 88, Микроша, и т. д. Представляет собой 8 разрядный комплект на основе n МОП технологии. Система команд СМ1800, ГОСТ 11305.910 80. Большинство… … Википедия
Программируемая пользователем вентильная матрица — ППВМ типа Stratix IV GX фирмы Altera Программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ, FPGA) полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления; отсю … Википедия
x86 — 80486 DX2 x86 (англ. Intel 80×86) архитектура процессора c одноимённым наборо … Википедия
Tilera — Corporation Год основания 2004 Основатели Анант Агарваль, Devesh Garg, Vijay K. Aggarwal Расположение Сан Хосе, Калифорния, США Отрасль … Википедия
Электронное устройство — Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения … Википедия
dic.academic.ru
3.7. Мультиплексоры и демультиплексоры
Мультиплексор — это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему единственному выходу, в зависимости от состояния двоичного кода. Другими словами, мультиплексор — переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует управляющему двоичному коду.
Ну и частное определение: мультиплексор — это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный.
Структуру мультиплексора можно представить различными схемами, например, вот этой:
Рис. 1 – Пример схемы конкретного мультиплексора
Самый большой элемент здесь это элемент И-ИЛИ на четыре входа. Квадратики с единичками — инверторы.
Разберем выводы. Те, что слева, а именно D0-D3, называются информационными входами. На них подают информацию, которую предстоит выбрать. Входы А0-А1 называются адресными входами. Сюда и подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y. Вход С – синхронизация, разрешение работы.
На схеме еще есть входы адреса с инверсией. Это чтобы сделать устройство более универсальным.
На рисунке показан, как еще его называют, 4Х1 мультиплексор. Как мы знаем, что число разных двоичных чисел, которые может задавать код, определяется числом разрядов кода как 2n, где n – число разрядов. Задавать нужно 4 состояния мультиплексора, а, значит, разрядов в коде адреса должно быть 2 (22 = 4).
Для пояснения принципа работы этой схемы посмотрим на её таблицу истинности:
A1 | A0 | Y |
0 | 0 | D0 |
0 | 1 | D1 |
1 | 0 | D2 |
1 | 1 | D3 |
Так двоичный код выбирает нужный вход. Например, имеем четыре объекта, и они подают сигналы, а устройство отображения у нас одно. Берем мультиплексор. В зависимости от двоичного кода к устройству отображения подключается сигнал от нужного объекта.
Микросхемой мультиплексор обозначается так:
Рис. 2 – Мультиплексор как МКС
Демультиплексор — устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один вход и много выходов. Двоичный код определяет, какой выход будет подключен ко входу.
Другими словами, демультиплексор — это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких своих выходов и подключает его к своему входу или, ещё, это переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий один вход и несколько выходов.
Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию двоичного кода. И частное определение: демультиплексор — это устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный.
Обычно в качестве демультиплексора используют дешифраторы двоичного кода в позиционный, в которых вводят дополнительный вход стробирования.
Из-за сходства схем мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях есть микросхемы, которые одновременно являются мультиплексором и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы.
Например, К561КП1, работающая как переключатель 8х1 и переключатель 1х8 (то есть, как мультиплексор и демультиплексор с восемью входами или выходами). Кроме того, в КМОП микросхемах помимо переключения цифровых сигналов (логических 0 или 1) существует возможность переключения аналоговых.
Другими словами, это переключатель аналоговых сигналов, управляемый цифровым кодом. Такие микросхемы называются коммутаторами. К примеру, с помощью коммутатора можно переключать сигналы, поступающие на вход усилителя (селектор входов). Рассмотрим схему селектора входов УМЗЧ. Построим её с использованием триггеров и мультиплексора.
Рис. 3 — Селектор входных сигналов
Итак, разберем работу. На триггерах микросхемы DD1 собран кольцевой счетчик нажатий кнопки разрядностью 2 (два триггера — 2 разряда). Двухразрядный двоичный код поступает на адресные входы D0-D1 микросхемы DD2. Микросхема DD2 представляет собой сдвоенный четырехканальный коммутатор.
В соответствии с двоичным кодом к выходам микросхемы А и В подключаются входы А0-А3 и В0-В3 соответственно. Элементы R1, R2, C1 устраняют дребезг контактов кнопки.
Дифференцирующая цепь R3C2 устанавливает триггеры в нулевое состояние при включении питания, при этом к выходу подключается первый вход. При нажатии на кнопку триггер DD1.1 переключается в состояние лог. 1 и к выходу подключается второй вход и т. д. Перебор входов идет по кольцу, начиная с первого.
С одной стороны просто, с другой немного неудобно. Кто его знает, сколько раз нажали на кнопку после включения и какой вход подключен к выходу сейчас. Хорошо бы поставить индикатор подключенного входа.
Вспоминаем семисегментный дешифратор. Переносим дешифратор с индикатором на схему коммутатора и первые два входа дешифратора (на схеме обозначен как DD3), т. е. 1 и 2 (выводы 7 и 1) подключаем к прямым выходам триггеров DD1.1 DD1.2 (выводы 1 и 13). Входы дешифратора 4 и 8 (выводы 2 и 6) соединяем с корпусом (т. е. подаем лог. 0). Индикатор будет показывать состояние кольцевого счетчика, а именно цифры от 0 до 3. Цифра 0 соответствует первому входу, 1 — 2-му и т. д.
Рекомендую самостоятельно составить новую схему селектора.
studfiles.net