- Multipleksoru pamati:
- 2 ievades multipleksatori:
- Augstākas kārtas multiplekseri (4: 1 multiplekseri):
- Multipleksera praktiska ieviešana, izmantojot IC 4052:
Termins multipleksors, ko parasti sauc arī par “ MUX ” vai “ MPX ”, norāda uz vienas izejas izvēli no daudzām pieejamajām ieejām. Profesors Šankars Balahandrans (IIT-M) skaidro multipleksēšanu kā metodi, kā pārraidīt lielu skaitu informācijas vienību nelielā kanālu vai līniju skaitā, un digitālais multipleksors ir kombinēta loģiskā shēma, kas bināro informāciju izvēlas no vienas no daudzajām ievades līnijām un novirza to uz vienu izejas līniju.
Šajā rakstā mēs uzzināsim, kā darbojas šie multipleksori, kā to projektēt savam projektam, kā arī izmēģināsim praktisku piemēru uz maizes dēļa, lai pārbaudītu, kā darbojas aparatūra.
Multipleksoru pamati:
Labākais veids, kā izprast multipleksorus, ir aplūkot viena pola pozīciju, kā tas ir parādīts zemāk. Šeit slēdzim ir vairākas ieejas D0, D1, D2 un D3, bet tam ir tikai viena izejas (izejas) tapa. Vadības pogu izmanto, lai izvēlētos vienu no četriem pieejamajiem datiem, un šie dati tiks atspoguļoti izvades pusē. Tādā veidā lietotājs var izvēlēties vajadzīgo signālu starp daudziem pieejamajiem signāliem.
Šis ir vienkāršs mehāniskā multipleksētāja piemērs. Bet elektroniskajā ķēdē, kas ietver ātrgaitas komutāciju un datu pārsūtīšanu, mums vajadzētu būt iespējai ļoti ātri izvēlēties vajadzīgo ievadi, izmantojot digitālās shēmas. Vadības signāli (S1 un S0) rīkojas tieši tāpat, viņi izvēlas vienu ieeju no daudzajiem pieejamajiem, balstoties uz viņiem sniegto signālu. Tātad jebkura multipleksētāja trīs pamata un obligātie minimālie nosacījumi būs ievades ieejas tapas, izvades tapa un vadības signāls
Ievades tapas: šīs ir pieejamās signāla tapas, no kurām jāizvēlas viena. Šie signāli var būt vai nu ciparsignāls, vai analogais signāls.
Izejas tapa: multipleksoram vienmēr būs tikai viena izvades tapa. Izvēlēto ievades kontakta signālu nodrošinās izejas tapa.
Vadības / atlases tapa: vadības tapas tiek izmantotas, lai izvēlētos ieejas tapas signālu. Multipleksera vadības tapu skaits ir atkarīgs no ievades tapu skaita. Piemēram, 4 ieeju multipleksoram būs 2 signāla tapas.
Lai saprastu, ņemsim vērā 4 ieejas multipleksoru, kas parādīts iepriekš. Tam ir divi vadības signāli, ar kuru palīdzību mēs varam izvēlēties vienu no pieejamajām četrām ievades līnijām. Patiesības tabula zemāk parāda vadības tapu (S0 un S1) statusu vajadzīgās ievades tapas izvēlei.
Tagad, kad mēs esam sapratuši multipleksoru pamatus, apskatīsim 2-ievades multipleksētājus un 4-ieejas multipleksētājus, kurus visbiežāk izmanto lietojumprogrammu ķēdēs.
2 ievades multipleksatori:
Kā norāda nosaukums divu ievades multipleksētājiem, mums būs 2 ievades līnijas un viena izvades līnija. Arī tam būs tikai viena vadības tapa, lai izvēlētos starp pieejamajām divām ievades tapām. Turpmāk parādīts multipleksētāja 2: 1 grafiskais attēlojums.
Šeit ieejas tapas tiek nosauktas kā D0 un D1, bet izejas tapas - kā out. Lietotājs var izvēlēties vienu no ieejām D0 vai D1, izmantojot vadības tapu S0. Ja S0 tiek turēts zemā līmenī (loģika 0), tad ieeja D0 tiks atspoguļota uz izejas tapas un, ja ieeja S0 tiks turēta augstu (loģika 1), tad ieeja D1 tiks atspoguļota uz izejas tapas. Patiesības tabula, kas pārstāv to pašu, ir parādīta zemāk
Kā redzams no iepriekš redzamās tabulas, kad vadības signāls S0 ir 0, izeja atspoguļo D0 signāla vērtības (izcelta zilā krāsā) un līdzīgi, ja vadības signāls S0 ir 1, izeja atspoguļo D1 signāla vērtības (izcelta sarkanā krāsā)). Ir maz īpašu IC pakotņu, kas darbosies kā multipleksētāji tieši no paketes, taču, tā kā mēs cenšamies izprast kombinācijas loģikas dizainus, izveidosim iepriekš minēto 2 ievades multipleksoru, izmantojot loģiskos vārtus. Loģikas shēma tam pašam ir parādīta zemāk
Loģiskajā diagrammā tiek izmantoti tikai NAND vārti, un tāpēc tos var viegli veidot uz perfekta dēļa vai pat uz maizes dēļa. Loģikas diagrammas Būla izteiksmi var sniegt ar
Out = S 0 '.D 0 '.D 1 + S 0 '.D 0.D 1 + S 0.D 0.D 1 ' + S 0.D 0.D 1
Mēs varam turpināt šo Būla izteiksmi, izmantojot kopējo terminu atcelšanu, lai loģiskā diagramma kļūtu daudz vienkāršāka un vieglāk konstruējama. Vienkāršotā Būla izteiksme ir dota tālāk.
Out = S 0 '.D 0 + S 0.D 1
Augstākas kārtas multiplekseri (4: 1 multiplekseri):
Kad esat sapratis 2: 1 multipleksētāja darbību, vajadzētu būt viegli saprotamam arī 4: 1 multipleksētāja darbībai. Vienkārši tam būs 4 ieejas tapas un 1 izejas tapas ar divām vadības līnijām. Šīs divas vadības līnijas var veidot 4 dažādus kombinācijas loģiskos signālus, un katram signālam tiks izvēlēta viena konkrēta ieeja.
Jebkura multipleksētāja vadības līniju skaitu var atrast, izmantojot tālāk norādītās formulas
2 Vadības līniju skaits = Ievades līniju skaits
Tā, piemēram, 2: 1 multiplekserim būs 1 vadības līnija, jo 2 1 = 2 un 4: 1 multiplekseram būs 2 vadības līnijas, jo 2 2 = 4. Līdzīgi jūs varat aprēķināt jebkuram augstāka līmeņa multipleksatoram.
Ir arī parasti apvienot ar zemākas kārtas multipleksoriem, piemēram, 2: 1 un 4: 1 MUX, lai izveidotu augstākas pakāpes MUX, piemēram, 8: 1 multipleksoru. Tagad, piemēram, mēģināsim ieviest multipleksoru 4: 1, izmantojot 2: 1 multipleksoru. Lai izveidotu MUX 4: 1, izmantojot MUX 2: 1, mums būs jāapvieno trīs MUX 2: 1.
Gala rezultātam vajadzētu dot mums 4 ievades tapas, 2 vadības / atlases tapas un vienu izejas tapu. Lai sasniegtu pirmās divas MUX ir pievienots paralēli un pēc izejas no šīm divām ir Barību izēdina kā ievade 3 rd MUX, kā parādīts zemāk.
Kontroles / select līnija no pirmajiem diviem MUX ir savienoti kopā, lai veidotu taisnu līniju (S 0) un pēc tam vadības līnija 3 rd MUX tiek izmantots kā otrā vadības / select signālu. Tādējādi beidzot mēs iegūstam multipleksoru ar četrām ieejām (W0, W1, W2 un W3) un tikai vienu izeju (f). Turpmāk parādīta 4: 1 multipleksētāja patiesības tabula.
Kā redzat iepriekš redzamajā tabulā, katram vadības signāla tapām (S0 un S1) paredzētajam vērtību kopumam mēs iegūstam atšķirīgu izvadi no mūsu izejas tapas ievades tapām. Tādā veidā mēs varam izmantot MUX, lai izvēlētos vienu no pieejamajām četrām ievades tapām, ar kurām strādāt. Parasti šīs vadības tapas (S0 un S1) automātiski vadīs, izmantojot digitālo shēmu. Ir daži īpaši IC, kas var darboties kā MUX un atvieglot mums darbu, tāpēc apskatīsim tos.
Multipleksera praktiska ieviešana, izmantojot IC 4052:
Vienmēr ir interesanti veidot un pārbaudīt lietas praktiski tā, lai mūsu iemācītajai teorijai būtu lielāka jēga. Tāpēc uzbūvēsim multipleksoru 4: 1 un pārbaudīsim, kā tas darbojas. IC, ko mēs šeit izmantojam, ir MC14052B, kura iekšpusē ir divi multipleksatori ar 4: 1. IC pinouts ir parādīti zemāk
Šeit tapas X0, X1, X2 un X3 ir četras ievades tapas, un tapa X ir tai atbilstošā izejas tapa. Vadības tapas A un B tiek izmantotas, lai izvēlētos nepieciešamo ieeju izejas tapā. Vdd tapai (tapai 16) ir jāpievienojas barošanas spriegumam, kas ir + 5 V, un Vss un Vee tapai jābūt iezemētai. Vee tapa ir paredzēta iespējošanai, kas ir aktīva zema tapa, tāpēc mums tā ir jāmaina, lai iespējotu šo IC. MC14052 ir analogais multipleksors, kas nozīmē, ka ieejas tapas var piegādāt arī ar mainīgu spriegumu, un to pašu var iegūt ar izejas tapām. Zemāk redzamajā GIF attēlā parādīts, kā IC izmaina mainīgu ieejas spriegumu, pamatojoties uz paredzētajiem vadības signāliem. Ieejas tapām ir 1,5 V, 2,7 V, 3,3 V un 4,8 V spriegums, ko iegūst arī uz izejas tapas, pamatojoties uz doto vadības signālu.
Mēs varam arī samontēt šo ķēdi virs maizes dēļa un pārbaudīt, vai tie darbojas. Lai to izdarītu, es esmu izmantojis divas spiedpogas ir vadības tapu A un B ievade. Un izmantoju virkni potenciālo dalītāju kombināciju, lai nodrošinātu mainīgu spriegumu tapām 12, 14, 15 un 11. LED. Gaismas diodei piegādātais mainīgais spriegums liks mainīt spilgtumu, pamatojoties uz vadības signāliem. Vienreiz uzbūvētā shēma izskatīsies kaut kas līdzīgs šim
Pilnīga darba video no ķēdes var atrast arī pie šīs lapas apakšā. Ceru, ka sapratāt multipleksoru darbību un zināt, kur tos izmantot savos projektos. Ja jums ir kādas domas vai šaubas, atstājiet tos komentāru sadaļā zemāk, un es centīšos darīt visu iespējamo, lai uz tiem atbildētu. Varat arī izmantot forumus, lai atrisinātu savas tehniskās šaubas un dalītos savās zināšanās starp citiem šīs kopienas dalībniekiem.