多路复用器(MUX)和多路复用

在本教程中,我们将在通信中学于使用称为多路复用器的组ob直播app合逻辑电路称欧宝官网app苹果下载为多路复用及其数字实现的有趣概念。我们将学习多路复ob直播app用器,不同类型的多路复用器,如2到1,4到1,8到1和16到1多路复用器,常用的多路复用器IC以及多路复用器的一些重要应用。

什么是复用?

复用是结合一个或多个信号并且在单个通道上传送的过程。在模拟通信系统中,通信信道是一种稀缺量,必须适当地使用。成本有效和高效使用的信道的,复用的概念是非常有用的,因为它允许多个用户以逻辑方式共享单个信道。

三种常见类型的复用的方法是:

  • 时间
  • 频率
  • 空间

我们日常生活中使用的多路复用系统的两个最佳示例是固定电话网络和有线电视。

用于复用的装置,其负责被称为多路复用。多路复用器被用于模拟和数字信号。让我们专注于在本教程中的数字信号,让事情变得简单。多路复用器是最常用的组合电路,这是在许多数字系统中的一个重要组成部分。

这些大多是用于形成多个源和单个目的地之间的选定的路径。一个基本的多路复用器具有各种数据输入线和单个输出线。这些被用在许多数字系统的应用,如数据的选择和数据的路由,逻辑函数发生器,数字计数器,具有多路显示,电话网络,通信系统,波形发生器,等。在本文中,我们将要关于类型的多路复用器,并讨论发现欧宝官网app苹果下载它的设计。

什么是多路复用?

多路复用器或MUX是数字开关,也称为数据选择器。它是一个具有多于一个输入线,一个输出线和多于一个选择线的组合逻辑电路。它接受来自若干输入线或源的二进制信息,并且根据选择线集合,特定输入线被路由到单个输出线上。

多路复用的基本思想如下图所示,其中当启用开关打开时,来自若干源的数据被路由到单个输出线。这就是为什么,多路复用器也称为“很多到一个”组合电路。

使用交换机进行基本复用

下图示出了由N个输入线,M选择线和一个输出线组成的多路复用器的框图。如果有M选择线,则可能的输入线的数量为2m。或者,我们可以说,如果输入线的数量等于2m,然后需要m选择线来选择n中的一个(考虑2m= N)输入线。

这种类型的多路复用器的被称为2N×1多路复用器或2N-to-1多路复用器。例如,如果输入线的数量为4,则需要两个选择线。类似地,要选择8条输入线中的一个,需要三条选择线。

通用多路复用器的框图

一般地,数据输入到多路复用器的数目是2-两个这样,电源4,8,16,等等。一些最频繁使用的多路复用器包括2到1,4到1,8到-1和16至1多路复用器。

这些多路复用器分别与不同的输入和选择线配置IC形式可用。一些可用的多路转换器IC的包括74157(四2选1 MUX),78158(四2选1 MUX与反相输出),74153(4到1 MUX),74152(8到1 MUX)和74150(16到1 MUX)。

2至1多路复用器

A 2对1多路转换器包括两个输入端D0和D1的,一个选择输入端S和一个输出Y.根据选择信号,所述输出端连接到的任一输入端。由于有两个输入信号,只有两种方式都是可能的输入连接到输出,因此一个选择需要执行这些操作。

如果选择线是低的,那么输出将被切换到D0的输入,而如果选择线为高,则输出将被切换到输入D1。下图显示了一个2至1多路复用器,其中两个1位输入连接到一个共同的目的地的框图。

2对1多路复用器的框图

2对1多路复用器的真实表如下所示。根据选择输入的值,在输出时产生输入等I.,D0,D1。The output is D0 when Select value is S = 0 and the output is D1 when Select value is S = 1.

S. D0. D1 y
0. 0. X 0.
0. 1 X 1
1 X 0. 0.
1 X 1 1

在上述真相表中的“X”表示不关心状态。因此,忽略不关心的条件,我们可以推导出典型2到1多路复用器的布尔表达式如下:

Y =S.D0 + SD1

从上面的输出表达式,的2对1多路复用器的逻辑电路可以用逻辑门,如图中实施。它由两个与门,一个非门和一个或门。当选择线,S = 0,的下部与门的输出是零,但上与门的输出为D0。因此,由或门产生的输出是等于D0。

类似地,当S = 1时,上部和栅极的输出为零,但下方和门的输出是D1。因此,或门的输出是D1。因此,该电路满足上述给定的布尔表达式。

2对1的MUX逻辑电路

为了有效地使用硅,IC制造商在单个IC中制造多个多路复用器。通常,在单个IC中制造四条2线到1个线多路复用器。2至1多路复用器的一些流行IC包括IC 74157和IC 74158。

这两种IC是四路2对1多路复用器。虽然IC 74157具有正常输出时,IC74158具有反相输出。仅存在一个选择线,其控制输入线到输出在所有四个多路复用器。

输出Y0可以是A0 B0或依赖于选择线的状态。类似地,Y1可以是A1或B1,Y2可以是A2或B2等。有一个附加的选通或使能控制输入端E /选通,这使能和禁止所有的多路复用器,即,当E = 1,所有的输出多路转换器是零而不管S的值的

Quad 2-To-1 mux的内部电路

所有的多路复用器被激活,只有当E /选通输入为低。

4至1多路复用器

4比1多路复用器由四个数据输入线组成D0至D3,两个选择线为S0和S1和单个输出线Y.选择线S0和S1选择四条输入线中的一个以连接输出线。下图显示了4到1多路复用器的框图,其中多路复用器通过选择线路解码输入。

下面示出了4比1多路复用器的真相表,其中选择线上的四个输入组合00,10,101和11分别将输入D0,D2,D1和D3切换到输出。这意味着S0 = 0和S1 = 0时,Y处的输出是D0,类似于Y是D1,如果选择输入S0 = 0和S1 = 1等。

S0. S1 D0. D1 D2 D3 y
0. 0. 0. X X X 0.
0. 0. 1 X X X 1
0. 1 X 0. X X 0.
0. 1 X 1 X X 1
1 0. X X 0. X 0.
1 0. X X 1 X 1
1 1 X X X 0. 0.
1 1 X X X 1 1

从上面的真值表中,我们可以编写输出表达式,如下所示:

Y =S0.S1D0 +S0.S1 D1 + S0S1D2 + S0 S1 D3

根据输出的上述表达式,可以通过使用基本逻辑门来实现4到1个多路复用器。下图显示了4:1的逻辑电路,由四个3输入和栅极,两个1输入而不是栅极和一个4输入或门来实现。

在该电路中,每个数据输入线作为输入连接到AND和GATE,两个选择线作为其他两个输入连接。另外,还有一个使能信号。所有和栅极的输出都连接到输入或门的输入,以便产生输出Y.

4到1 MUX的逻辑电路

通常,这种类型的多路复用器可用双模式可用,即单个IC中将有两个4到1个多路复用器。最常见和最流行的4比1线多路复用器是IC 74153,它是双4到1线多路复用器。它由两个相同的4到1个多路复用器组成。它有两个独立的启用或选通输入,以打开或关闭各个多路复用器。但是,选择线对多路复用器都很常见。

通常,使能输入或频闪速率可用于级联两个或更多个多路复用器IC以构造具有大量输入的多路复用器。每个乘法器都提供单独的输入。下图显示了IC74153的引脚图。

IC74153的引脚

8至1多路复用器

一个8至1多路复用器由通过D7 8个数据输入D0的,三个输入选择线S0到S2和单个输出线Y.根据选择线的组合,多路开关选择器的输入。

一个8至1多路复用器具有使能输入,可以启用或禁用多路复用器的下图所示的框图。由于提供给MUX的数量数据比特是8,那么3个比特(23.= 8)根据需要来选择8个数据位中的一个。

8至1多路复用器的框图

下面给出了8比1多路复用器的真相表,其中包含八个输入组合,以便生成每个输出对应于输入。

例如,如果S2 = 0,S1 = 1和S0 = 0,则数据输出Y等于D2。类似地,数据输出D0至D7将通过S2,S1和S0的组合被选择为显示在下面的图中。

S0. S1 S2 D0. D1 D2 D3 D4 D5. D6 D7. y
0. 0. 0. 0. X X X X X X X 0.
0. 0. 0. 1 X X X X X X X 1
0. 0. 1 X 0. X X X X X X 0.
0. 0. 1 X 1 X X X X X X 1
0. 1 0. X X 0. X X X X X 0.
0. 1 0. X X 1 X X X X X 1
0. 1 1 X X X 0. X X X X 0.
0. 1 1 X X X 1 X X X X 1
1 0. 0. X X X X 0. X X X 0.
1 0. 0. X X X X 1 X X X 1
1 0. 1 X X X X X 0. X X 0.
1 0. 1 X X X X X 1 X X 1
1 1 0. X X X X X X 0. X 0.
1 1 0. X X X X X X 1 X 1
1 1 1 X X X X X X X 0. 0.
1 1 1 X X X X X X X 1 1

从上面的真值表,用于输出的布尔方程给定为:

Y =S0.S1S2D0 +S0.S1S2 D1 +S0.S1S2D2 +S0.S1 S2 D3 + S0S1S2D4 + S0S1S2 D5 + S0 S1S2D6 + S0 S1 S2 D7

从上面的布尔方程,一个8至1多路复用器的逻辑电路图可以通过如下面的图中使用8个与门,1 OR门和7 NOT门来实现。在电路中,使能引脚设置为一的情况下,多路转换器将被禁用,并且如果它是零,则选择线用于选择相应的数据输入通过所述输出。

8至1 MUX的逻辑电路

IC 74151是一种流行的8至1多路复用器IC,具有八个输入和两个输出。的两个输出是低电平有效和活性高输出。它有三个选择线A,B和C以及一个有效低使能输入。该IC的引脚排列如下。

8至1多路复用器使用4-对1多路复用器和2对1多路复用器

如果您观察到上面显示的8对1多路复用器的布尔表达式,我们可以重新写入如下:

Y =S0.S1S2D0 +S0.S1S2 D1 +S0.S1S2D2 +S0.S1 S2 D3 + S0S1S2D4 + S0S1S2 D5 + S0 S1S2D6 + S0 S1 S2 D7

Y =S0.S1S2D0 +S1S2 D1 + S1S2D2 + S1 S2 D3)+ S0(S1S2D4 +S1S2 D5 + S1S2D6 + S1 S2 D7)

第一支架中的表达式,即,S1S2D0 +S1S2 D1 + S1S2D2 + S1 S2 D3类似于4至1多路复用器的使用D0,D1,D2和D3作为输入,并且S1和S2作为选择线的布尔表达式。让这个表达是P1。

类似地,第二括号中的表达式I.,S1S2D4 +S1S2 D5 + S1S2D6 + S1 S2 D7类似于另一个4到1多路复用器的布尔表达式D4,D5,D6和D7作为输入和S1和S2作为选择线。让这个表达式为p2。

现在,上面P1和P2的表达代替,我们得到,

S0.P1 + S0 P2

该表达式类似于具有P1和P2的2到1个多路复用器(其中,P1和P2的各个4对1多路复用器的输出)作为输入和S0作为选择信号。因此,最后,我们可以推断使用两个4到1个多路复用器和一个2到1个多路复用器可以实现8比1多路复用器。相同的框图如下所示:

使用4至1个Muxes的8至1毫秒

16至1多路复用器

可以使用较低顺序的多路复用器实现相同的8对1,16至1等等所有高阶多路复用器。但是没有,让我们快速查看16到1个多路复用器。IC 74150是一个受欢迎的16到1个多路复用器IC。16至1个Mux的输入是D0,D1,D2等,UP TP D15。由于它有16个输入线,因此将有4个选择线,即S0,S1,S2和S3。

下图显示了一个典型的16比1的复用器的方框图。

16到1个多路复用器的框图

对于16×1多路复用器的简化真相表如下表所示。

S0. S1 S2 S3 y
0. 0. 0. 0. D0.
0. 0. 0. 1 D1
0. 0. 1 0. D2
0. 0. 1 1 D3
0. 1 0. 0. D4
0. 1 0. 1 D5.
0. 1 1 0. D6
0. 1 1 1 D7.
1 0. 0. 0. D8
1 0. 0. 1 D9.
1 0. 1 0. D10
1 0. 1 1 D11
1 1 0. 0. D12.
1 1 0. 1 D13
1 1 1 0. D14
1 1 1 1 D15

16对1多路复用器的布尔表达式如下:

Y =S0.S1S2S3D0 +S0.S1S2S3 D1 +S0.S1S2S3D2 +S0.S1S2 S3 D3 +S0.S1S2S3D4 +S0.S1S2S3 D5 +S0.S1 S2S3D6 +S0.S1 S2 S3 D7 + S0S1S2S3D8 + S0.S1S2S3 D9 + S0S1S2S3D10 + S0.S1S2 S3 D11 + S0 S1S2S3D12 + S0 S1S2S3 D13 + S0 S1 S2S3D14 + S0 S1 S2 S3 D15

以下图像显示了16到1个多路复用器的逻辑电路。

16:1的MUX的逻辑电路

一个8至1多路复用器类似,我们可以使用较低阶复用器等工具16对1多路复用器8到1,4到1,2到1。下面的图像示出了使用两个8到1多路复用器和一个2至1多路复用器实现的16比1的复用器的方框图。

使用8至1多路复用器16对1 MUX

此外,我们可以使用两个4至1多路复用器和一个2到1个多路复用器在上述图像中实现各个8到1多路复用器。

多路复用器中的应用

在所有类型的数字系统应用,多路发现其巨大的使用量。由于这些允许多个输入被独立地连接到单个输出端,多路复用器在各种应用,包括数据路由,逻辑函数发生器,控制定序器,并行到串行转换器等发现

数据路由

多路复用器在数据从几个源之一路由所述数据的应用程序路由到一个特定目的地广泛使用。一个应用程序的包括两个多位BCD计数器,一次一个的显示。在这种应用中,74157个复用器IC用于选择和显示使用一组解码器和LED显示器的任2个BCD计数器的内容。

逻辑功能发生器

代替逻辑门,可以通过使用一个多路转换器来产生一个逻辑表达式。它可以连接多路转换器,使得它重复任何真值表的逻辑。在这种情况下,它可以产生一组输入变量的布尔代数函数。

这个突然减小逻辑门或集成电路来执行逻辑功能的数量,因为多路转换器是一个单一的集成电路中。在这种应用中,多路复用器被视为逻辑函数发生器。

例如,考虑下面的逻辑图来实现EX-OR功能的三个输入。甲74151A 8至1多路复用器在该逻辑发生器使用。这多路复用器的工作原理完全类似于集实现相同功能的逻辑门。

输出F对于数据输入D1,D2,D5和D6,通过将选择线分别为001,010,100和111来选择。

逻辑功能generatot真理表1

IC74151A的引脚

并行至串行转换

多路复用器电路可用于将并行数据转换为串行数据,以便通过将它们转换为串行信号来减少并行总线的数量。这种类型的转换是在电信,测试和测量,军用/航空航天,数据通信应用中进行的。

大多是在数字系统中,数据并行处理用于实现更高的速度。但对于长距离的数据信号的传输,我们需要更多的行数。在这种情况下,并行数据被转换成串行形式使用多路复用器。

下图显示了使用8个输入多路复用器的串行数据转换的平行。来自数据中的数据或一些其他寄存器的并行数据应用于多路复用器的8个输入线。

多路复用器的选择代码由3位计数器生成。随着每个时钟脉冲的应用到计数器,数据从多路复用器串行输出。

使用多路复用器并行于串行数据转换

多路复用器的其它应用包括控制定序器,脉冲串发生器,编码器,寄存器到寄存器的数据传输,波形发生器等

结论

完整的多路复用器(MUX)教程和多路复用。您学习了ob直播app多路复用,多路复用器,不同类型的常用多路复用器的基础知识,如2:1 mux,4:1 mux,8:1 mux和16:1 mux,他们的布尔表达式,逻辑电路以及多路复用器的重要应用。

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