Мультиплексоры

Мультиплексором называют комбинационное устрой­ство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке циф­ровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Мультиплексоры обозначают через MUX (от англ. multiplexor), а также через MS (от англ. multiplexor selector). Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение од­ного из нескольких входов (их называют информацион­ными) к одному выходу устройства. Кроме информацион­ных входов в мультиплексоре имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие). Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информа­ционный канал подключен к выходу. Если между числом информационных входов п и числом адресных входов действует соотношение  п = 2^m, то такой мультиплексор на­зывают полным. Если  n < 2^m, то мультиплексор называют неполным.

Разрешающие входы используют для расширения фун­кциональных возможностей мультиплексора. Они исполь­зуются для наращивания разрядности мультиплексора, синхронизации его работы с работой других узлов. Сиг­налы на разрешающих входах могут разрешать, а могут и запрещать подключение определенного входа к выходу, т. е. могут блокировать действие всего устройства.

Рис. 1.

Рассмотрим функционирование двухвходового мульти­плексора (2→1), который условно изображен в виде ком­мутатора, а состояние его входов X,, Х₂ и выхода Y при­ведено в таблице (рис. 1). Исходя из таблицы, можно записать следующее уравнение: 

Y = X₁A + X₂A

На рис. 2 показаны реализация такого устройства и его условное графическое обозначение. Основой данной схемы являются две схемы совпадения на элементах  И, ко­торые при логическом уровне «1» на одном из своих вхо­дов повторяют на выходе то, что есть на другом входе.

Рис. 2.

Если необходимо расширить число входов, то исполь­зуют каскадное включение мультиплексоров. В качестве примера рассмотрим мультиплексор с четырьмя входами (4→1), построенный на основе мультиплексоров (2→1). Схема и таблица состояний такого мультиплексора при­ведены на рис. 3.

Мультиплексоры являются универсальными логичес­кими устройствами, на основе которых создают различные комбинационные и последовательностные схемы. Муль­типлексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры часто используют для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информаци­онные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой по­следовательности, чтобы к выходу поочередно подключа­лись входы, начиная с первого и кончая последним.

Рис. 3.

Рассмотрим пример использования мультиплексоров для реализации так называемого комбинационного уст­ройства сдвига, обеспечивающего сдвиг двоичного числа по разрядам. Принцип функционирования данного уст­ройства понятен из схемы устройства и таблицы состоя­ний его входов и выходов (рис. 4).

Рис. 4.

В обозначении мультиплексоров используют две рус­ские буквы КП, например, промышленностью выпуска­ются такие мультиплексоры, как К155КП1, К531КІ118, К561КПЗ, К555КП17 и др.