Практическая работа №5. Тема: Мультиплексоры. Цель работы: изучить принцип работы и функциональные возможности мультиплексора.

Практическая работа №5.

Тема: Мультиплексоры.

Цель работы: изучить принцип работы и функциональные возможности мультиплексора.

Краткая теория:

Назначение мультиплексоров (от английского multiplex – многократный) – коммутировать в заданном порядке сигналы, поступающие с нескольких входных шин в одну выходную. У мультиплексора может быть, например, 16 входов и один выход. Это означает, что если к этим входам присоединить 16 источников цифровых сигналов – генераторов последовательных цифровых слов, то байты от любого из них можно передавать на единственный выход. Для выбора любого из 16 каналов необходимо иметь 4 входа селекции (2⁴=16), на которые подается двоичный адрес канала. В силу этого мультиплексоры часто называют селекторами или селекторами-мультиплексорами.

Задание 1.

Построить мультиплексор, имеющий два входа данных D₀ и D1, одну управляющую линию их адресации (т.е. указания двоичного кода выбираемой линии) А и выход Y.

Ход работы:

Этот двухвходовый мультиплексор называется  2x1. Состояния подобного мультиплексора описывается следующей таблицей:

А Y 0 D0 1 D1

Видно, что Y=AD₀+AD₁, а логическая структура, реализующая мультиплексор, должна иметь два БЛЭ типа AND, один инвертор и один элемент OR.

Соберем соответствующую схему.

Преобразуем  таблицу состояний в  ТИ с учетом всех возможных вариантов комбинаций сигналов, приведя в соответствие обозначения входов с регламентированной в EWB.

Пусть А – первый адресный вход ( для последующих зарезервируем В и С), D – первая линия данных ( соответствует D₀), выбираемая адресом А=0, Е – вторая линия данных, которая соответствует D_1, выбираемая адресом А=1 (для более сложных мультиплексоров зарезервируем обозначения входов данных F и G).

Перепишем в этих переменных логическую функцию:Y=AD+AE. Введем ее в логический конвертер, нажав клавишу.	Рисунок 1
ТИ мультиплексора 2х1 примет следующий вид:	№ А D E Y 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 1 0 1 3 0 1 1 1 4 1 0 0 0 5 1 0 1 1 6 1 1 0 0 7 1 1 1 1
Нажав далее клавишу ,  получим соответствующую схему (см. рис 2) где приведен неотредактированный снимок схемы, выведенной на экран).	Рисунок 2
Отредактировав эту схему и дополнив ее источниками сигналов и выходным индикатором, получим виртуальную модель мультиплексора 2х1  (рис 3). Включив моделирование и задав А=0, видим, что выход повторяет сигнал на D, а при А=1 – Y=E.	Рисунок 3
В программе МС мультиплексор 2х1 показан на рис 4. Здесь адресный вход обозначен через ABAR/ B и входы данных 1А и 1В, как это принято в обозначениях мультиплексора микросхемы ТТЛ 74157 в данной программе (см. ниже).	Рисунок 4

Задание 2.

Собрать мультиплексор 2х1  на основе схемы  ТТЛ 74157.

Ход работы:

ТТЛ 74157(представляет собой четыре подобных мультиплексора, собранных в одном корпусе). Выбрав эту микросхему в программе EWB из библиотеки, открываемой пиктограммой, соберем на первом мультиплексоре (1А, 1В, 1Y) соответствующую схему (рис. 2, А).

EWB	MC
DD1   Рисунок 2А	Рисунок 2Б

Для преемственности с предыдущей схемой (см. рис. 2, Б) на ключах сохранены прежние буквенные метки. На микросхеме DD1 корпусной вывод 1 является адресным входом, что обозначено на поле УГО микросхемы А/В. Дополнительный вход G, служит для подачи

сигнала Strobe. Стробом называют тактовый импульс от греч Strobes - прибор для прерывистого наблюдения в кратковременные моменты освещения (стробирования) объекта. Вход строба является приоритетным управляющим входом разрешения если на нем установить 1, то на всех выходах будет 0 независимо от состояния других входов.

В программе МС мультиплексор на микросхеме ТТЛ 74157 показан на рис 2,Б. Здесь разрешающий вход обозначен через GBAR и на него надо подать низкий уровень напряжения. Поскольку остальные выводы мы не задействовали, то на них появляется неопределенный сигнал, обозначенный как X (см. рис. 2,Б).

Задание 3.

Построить логическую структуру мультиплексора 4x1.

Ход работы:

Для мультиплексора 4x1 состояние (в обозначениях микросхемы  74153) описывается таблицей: и, соответственно,  уравнением: Y=С0A’B’+C1AB’+C2A’B+C3AB

B A Y 0 0 C0 0 1 C1 1 0 C2 1 1 C3

Рисунок 3. Логическая структура мультиплексор 4х1.

В программе МС мультиплексор 4х1 показан на рис 4.

Рисунок 5. Логическая структура мультиплексор 4х1.

Задание 4. Собрать мультиплексор 2х1  на основе схемы  ТТЛ 74153.

Так, на рис.6 на адресных входах набрано в двоичном коде число 3 и сигнал с входного канала 3(равный 1) попадает на выход – выходной индикатор горит.

Рисунок 6. Микросхема ТТЛ 74153