5 Multiplekser I Demultiplekser

Multiplekser (w skrócie MUX) – układ kombinacyjny służący do wyboru jednego z kilku dostępnych sygnałów wejściowych i przekazania go na wyjście.

Poniżej przedstawiony jest multiplekser 2×1. Posiada on dwa wejścia a i b i jedno wejście s, nazywane sterującym lub z angielskiego select czyli wybór. Jego działanie jest bardzo proste. Jeśli wejście select ma wartość zero, na wyjście przekazywana jest wartość z wejścia A. Jeśli wejście select ma wartość jeden, na wyjście jest przekazywana wartość z wejścia B.

Zbudujemy teraz ten multiplekser używając podstawowych bramek logicznych.

Na powyższym zdjęciu znajduje się tablica prawdy multipleksera 2×1.

2 Zamiana tabeli prawdy na wyrażenie boola

Szukamy wiersze tabeli, które mają na wyjściu 1 i piszemy wyrażenie boola, tak aby uzyskać tę jedynkę.

Wiersz 3 :

NOT(s) AND A AND NOT(B)

Wiersz 4 :

NOT(S) AND A AND B

Wiersz 6:

s AND NOT(a) AND B

Wiersz 8:

s and a and b

Wychodzi nam:

(NOT(s) AND A AND NOT(B)) or (NOT(S) AND A AND B) or (s AND NOT(a) AND B) or (s and a and b)

Możemy skrócić te wyrażenie:

(NOT(s) AND A) OR (S AND B)

Zaimplementuję to w aplikacji Logisim https://sourceforge.net/projects/circuit/

Pin s ustawiony jest na 0, więc sygnał jest przesyłany z wejścia A - 0.

Kiedy przestawiam pin A na wartość jeden, wyjście również otrzymuje 1.

Zmieńmy teraz wartość pinu s na 1. Na wyjściu powinna pojawić się wartość wejścia B

Tak też się stało. Wartość wejścia s jest ustawiona na 1 więc wyjście otrzymuje wartość z wejścia B - 0 .

Zmienię wartość wejścia B na 1, pozostawiając wejście s w niezmienionym stanie.

Jak widać, na wyjściu mamy 1 czyli nasze wejście B.

Wyobraź sobie sytuację gdzie mamy jeden “kabelek”, przez który chcą przejść dwie różne informację naraz. np osiem zer i jedynek z wejścia a, i 8 zer i jedynek z wejścia b. Możemy umówić się, że co sekunde zmienia się wartość s ( wyboru) w multiplekserze. Dzięki temu co sekundę na wyjściu będziemy mieć naprzemiennie wejście z a i z b. Używając przeciwieństwa Multipleksera - DeMultipleksera ( o nim też będzie mowa) , w którym wejście s też będzie zmieniać się co sekundę możemy odseparować te dwie informację “przesłane jedną linią” na dwa różne wyjścia.

Obrazek prezentujący tę analogię:

Multiplekser który ma 4 linie do wyboru musi mieć dwa wejścia sterujące. Ponieważ mając dwa bity mamy 4 kombinacje

0 0

0 1

1 0

1 1

Możemy zbudować go z trzech multiplekserów 2×1

Oto film przedstawiający jego działanie:

Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie zbudowania go z samych bramek logicznych zamiast z trzech multiplekserów 2×1:

Jest to układ wykonujący funkcje odwrotne do multipleksera.

Demultiplekser 1×2 ma jedno wejście, które w zależności od wejścia s, zostaje przekazane do jednego z dwóch wyjść.