ИЗСЛЕДВАНЕ НА МУЛТИПЛЕКСОРИ

I. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ

Мултиплексорите са сложни комбинационни схеми, които служат за превключване на един от няколко входни двоични сигнали към един изход. На фиг.1 е показана логическата структура на четиривходов мултиплексор, реализиран с логически елементи NAND.

Фиг.1.

Мултиплексорът има четири информационни входа, на които постъпват логическите входни променливи  X1 – X4 и четири управляващи входа C1 - C4. В определен момент от времето само на един от управляващите входове се подава сигнал логическа „1”. Информацията от съответния информационен вход се превключва към изхода на мултиплексора.
На фиг.2 е показана блоковата схема и таблицата на истинност на осемвходов мултиплексор (интегрална схема 74151). На входовете D0-D7 се подава входната информация. Изборът на входа, който ще се включи към изхода на мултиплексора, се определя чрез адресните входове A0, A1 и A2. Мултиплексорът има допълнителен разрешаващ вход - . Когато на този вход се подаде сигнал логическа „1”, на изхода Y се получава сигнал логическа „0”, независимо от състоянието на входната информация и състоянието на адресните входове (мултиплексорът е забранен). Изходната информация се появява едновременно в права и инверсна форма съответно на изходите Y и , при логическа „0” на разрешаващия вход.

Фиг.2

На фиг.3 е показана блоковата схема и таблицата на истинност на четирвходов мултиплексор /74153/. Схемата включва два самостоятелни мултиплексора, управлявани от общите адресни входове A0 и А1. Всеки от мултиплексорите има разрешаващ вход W1 и W2.

Фиг.3

На фиг.4 е показана схемата и таблицата на истинност на двувходов мултиплексор /74157/. В заеисимост отл огическото състояние на сигнала, подаден на адресния вход S, един от двата входа на всеки от четирите мултиплексора се комутира към съответния изход. Сигналът  за разрешаване (W) е общ за четирите двувходови мултиплексора и при логическа „1” на изходите на мултиплексорите има стойност „0”, независимо от входната информация.

Фиг.4

Мултиплексорите могат да се използват за „икономично” построяване на схема, реализираща произволна логиеска фукция на няколко входни променливи в таблична фрма. Такава задача може да се реши и чрез използване на основните логически елементи, като от табличния запис се преминава в аналитично представяне, при което се използват законите на булевата алгебра и методите за минимизация.
В много случай, особено когато възможностите за минемизация на функцията са малки, чрез изпозване на мултиплексори се получават икономични схеми със значително по малък брой интегрални схеми. При това се налага да се прибягва до методите за минимизация.

На фиг.5а и 5б са показани схемите на логическата функция от таблица 1, реализирани съответно с осемвходов мултиплексор и четиривходов мултиплексор.

Фиг.5а           

Таблица 1

Фиг.5б

На фиг.6 е показана блоковата схема и таблицата на истинност на осем входов мултиплексор 74251.

Фиг.6

            Логически този мултиплексоре аналогичен на 74151, вход  е заменен с  (output enable), поставящ изходните шини във високо импедансно състояние, означено на таблицата на истинност със Z.
Подобни са и 74 253, 74257, схеми като ‘153 и ‘157, но със възможност за привеждане на изходите им във високоимпедансно състояние.
II. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ПОСТАНОВКА

      Състои се от три части: захранващ блок, клавиатурен блок и макет.

Захранващият блок подава захранване +5V на клавиатурния блок, а той от своя страна на макета.
Клавиатурния блок включва тактов генератор, генератор на единични импулси и четире превключвателя – задаващи 4 логически променливи (X1, X2, X3, X4) към макета.
Индикаторния блок на макета включва шест светодиода за индикация на логическото състояние на изследваните функции.

При подаване на „1” (+5V) съответният светодиод свети. При „0” (0V) – светодиодът не свети.

III. ЗАДАЧИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ

1. Да се изследва действието на двувходов мултилексор. Да се изследва действието на управляващите входове и се състави таблица на истинност на мултиплексора.
2. Да се изследва действието на четиривходов мултиплексор. Да се състави таблица на истинност на мултиплексора.
3. Да се изследва действието на осемвходов мултиплексор. На информационните входове да се подаде паралелен код, например 11011010 и се наблюдава състоянието на изхода на всички набори на адресните входове.
4. Да се реализира осемвходов мултиплексор, като се използват два четиривходови мултиплексора.
5. Да се реализират схемите на логическа функция на три променливи, която за набори N 1, 2, 4, 6, 7 има стойност „1” а за останалите – „0”, като се използва:

1. Осемвходов мултиплексор;
2. Четиривходов мултиплексор.

IV. СЪДЪРЖАНИЕ НА ПРОТОКОЛА

Структорни схеми, таблици на истинност и времедиаграми по точни 1, 2, 3, 4, 5 и 6.