Мултиплексори

1

T2.14.МУЛТИПЛЕКСОРИ И ДЕМУЛТИПЛЕКСОРИ

Основен процес в електронната техника е превключването (ко-
мутацията) на електрическите вериги. Механичните контакти не са в
състояние да се превключват с големи скорости. Необходимата комутация
на няколко линии под действието на логически сигнали (или програма) се
реализира с мултиплексори и демултиплексори.

1.Мултиплексори.

Това са комбинационни схеми с няколко информационни входа,
няколко адресни и управляващи входа и един изход. Особеното при тях е,
че превключването на желания информационен вход към изхода става с
помощта на логически сигнали, подавани на адресните входове. Именно
това лежи в основата на компютърната техника. Затова мултиплексорите
се наричат още селектори (избирачи) на данни.
На (фиг.1.а) е показана блоковата схема на четири разреден
мултиплексор, който има четири информационни входа (X
X,X
,,X
2,X
3), два
адресни входа (Ха, Хв)и един изход Y.

2

Фиг.1
Работата на този мултиплексор е пояснена от таблицата на (фиг.1),
където са посочени четирите възможни комбинации от логически 0 и
логически 1, подавани на адресните входове. Мултиплексорите са
комбинирани схеми, съдържащи диоди, транзистори, ЛЕ и др. Като се
използва таблицата, една от възможните схеми на мултиплексор е
показана на (фиг.1.в), която съдържа 2 броя инвертори, 4 броя три
входови ЛЕ „И” и 1 брой четири входова ЛЕ „ИЛИ”. Важна особеност
на цифровите схеми е, че още с постъпването на някои от сигналите —
например Ха И Хв, веднага чрез инвертор се "произвеждат" инверсните
им стойности 0
4
ААА И 0
5
АААА които опростяват схемата и действието й.
Ако Ха = 0 И Хв = 0, то нулите се инвертират и постъпват на
входовете на първата схема И(х0). Тогава през схемата ИЛИ към изхода се
свързва вход Х0 , т.е. Y = Хо; ако Ха = 1 И Xв — 0, по линията на Х А
сигналът „1” постъпва на единия вход на втората логическа схема И, а
сигналът „0” се инвертира и постъпва на втория вход, тогава изходът Y =
0
А и т.н.
Поради използването на двоичната система инвертирането е
проста, но много често използвана операция — например двата изхода
на тригерите.
Когато е необходимо броят на входовете да е по-голям, може да се
използват няколко мултиплексора, свързани заедно с общ изход.
При използване на таблиците за истинност на мултиплексорите (а
също така и при други схеми) освен 0 и 1 се използва и знакът X. Той се
поставя при сигналите на информационните входове, което означава, че
тяхното логическо състояние не влияе върху изхода, т.е. в конкретния
хоризонтален ред определящи са само 0 и 1.

2.Демултиплексори.

Това са комбинирани схеми само с един информационен вход,
няколко адресни входа и няколко изхода. Главното им свойство е, че
информацията, подавана на входа, под действието на адресните входове, се
насочва само към един опре
в известна степен са обратни на мултиплексорите. Демултиплексорите
също са изградени от диоди, транзистори, ЛЕ и др.
На (фиг.2.а) е показана блокова схема на демултиплексор с един
информационен вход D, два адресни входа
Y
1,Y
,Y
2,Y
3. Насочването на информацията от входа към един точно
определен изход става чрез комбинациите от 0 и 1,
адресни входа.

Това добре се вижда от таб
следва, че ако X
6 = 0 и
1 и X
7 = 0 (1
4
= 0 и
таблица на (фиг.2.в)
демултиплексор, изграден от 2 бр
При анализа на тази схема е нужно да се използват дадените по
формули. Разгледаната схема е класическа и лежи в основата на редица
други цифрови схеми.
Това са комбинирани схеми само с един информационен вход,
няколко адресни входа и няколко изхода. Главното им свойство е, че
информацията, подавана на входа, под действието на адресните входове, се
насочва само към един определен изход. Следователно демултиплексорите
в известна степен са обратни на мултиплексорите. Демултиплексорите
градени от диоди, транзистори, ЛЕ и др.
е показана блокова схема на демултиплексор с един
информационен вход D, два адресни входа Ха И Хв и четири изхода
Насочването на информацията от входа към един точно
определен изход става чрез комбинациите от 0 и 1, подавани на двата
Това добре се вижда от таблицата, показана на (фиг.
0 и X
7 = 0 (1
4
= 1 и X
7
= 1), тогава Y
= 0 и X
7
= 1). тогава Y
= D и т.н Въз основа на тази
е начертана една от възможните схеми на
демултиплексор, изграден от 2 броя ЛЕ НЕ и 4 броя три
При анализа на тази схема е нужно да се използват дадените по
формули. Разгледаната схема е класическа и лежи в основата на редица
Фиг.2.
3
Това са комбинирани схеми само с един информационен вход,
няколко адресни входа и няколко изхода. Главното им свойство е, че
информацията, подавана на входа, под действието на адресните входове, се
Следователно демултиплексорите
в известна степен са обратни на мултиплексорите. Демултиплексорите
е показана блокова схема на демултиплексор с един
и четири изхода
Насочването на информацията от входа към един точно
подавани на двата
фиг.2.г). Оттук
Yо = D; ако X
6=
Въз основа на тази
е начертана една от възможните схеми на
входови ЛЕ И.
При анализа на тази схема е нужно да се използват дадените по-горе
формули. Разгледаната схема е класическа и лежи в основата на редица

Демултиплексорите в интегрално изпълнение намират широко
приложение в цифровата техн

3. Компаратори.

Самото название компаратор показва, че това са схеми за срав
на две числа А и В. Възможностите при сравняване на две величини са
три: А < В , А = В и
компаратора съдържа група входове за
представяне на В ,група входове
последователно (каскадно) свързване на няколко
(фиг.3.а).

Най- простият компаратор може да се изгради от един
от вида ИЗКЛ.ИЛИ. Когато вхо
сравняване на две еднобитови числа
Когато числата са многобитови, комп
свързване на няколко ЛЕ.
Демултиплексорите в интегрално изпълнение намират широко
приложение в цифровата техника.

Самото название компаратор показва, че това са схеми за срав
на две числа А и В. Възможностите при сравняване на две величини са
и А > В. В общия случай блокова
компаратора съдържа група входове за представяне на А, група входове за
група входове А < В, А =В
последователно (каскадно) свързване на няколко ЛЕ
Фиг.3
простият компаратор може да се изгради от един
от вида ИЗКЛ.ИЛИ. Когато входовете са два, той може да служи за
сравняване на две еднобитови числа А и В и това е показано на
Когато числата са многобитови, компараторите могат да се изг
свързване на няколко ЛЕ.
4
Демултиплексорите в интегрално изпълнение намират широко
Самото название компаратор показва, че това са схеми за сравняване
на две числа А и В. Възможностите при сравняване на две величини са
В общия случай блоковата схема на
, група входове за
В, А > В за
и три изхода
простият компаратор може да се изгради от един ЛЕ ИЛИ
довете са два, той може да служи за
и това е показано на (фиг.3.б).
ите могат да се изградят чрез

5

Работата на еднобитов компаратор е изяснена на таблицата на
(фиг.3.в). Особеното тук е, че четирите възможни комбинации на
входовете А и В се трансформират в три възможности на изхода Y:
А < В , А = В и А > В. Тук за първи път се появява възможността да се
"кодират" неравенства. Това става чрез подходящи схеми, изградени от
ЛЕ.
Една от възможните схеми на еднобитов цифров компаратор е
показана на (фиг.3.г). Тя е изградена от 2 броя ЛЕ НЕ, 4 броя двувходови
ЛЕ И и 1 брой ЛЕ ИЛИ. Схемата има два входа и три изхода. На двата
входа могат да постъпят общо четири двоични комбинации, но от гледна
точка на изходите комбинациите, са три: А < В, А = В и А > В.
Тази схема чрез изходите си ще "отгатне" кой от трите случая е в сила,
като именно на този изход ще се появи логическа 1, а на останалите изходи
състоянието ще е логическа 0.
Ред I на таблицата:
А=0, В=0
Двете нули се инвертират и постъпват като 1 на входовете на лявата
схема И и от нейния изход, на входа на схемата ИЛИ. Получената на
изхода 1 показва равенство на А и В.
Ред II на таблицата:
А=0, В=1
Нулата на вход А се инвертира и постъпва на първата схема И, а на
другия вход постъпва сигнал 1 по линията на В. Полученият на изхода на
схемата сигнал 1 показва неравенството А ˂ В.
Ред III на таблицата:
А=1, В=0
Сигналът 1 по линията на А постъпва директно на единия вход на
четвъртата схема И а на другия вход постъпва инвертираният сигнал 0 по

6

линията на В. Полученият на изхода на схемата И сигнал 1 показва
неравенството А˃ В.
Ред IVна таблицата:
Постъпващите на входове сигнали 1 постъпват директно на третата
схема И и от нея на входа на схемата ИЛИ. Полученият на нейния изход 1
показва равенството А=В.
Ако цифровият компаратор трябва да сравнява не еднобитови, а n-
битови числа, той трябва да е изграден от n подобни схеми като
разгледаната по-горе, т.е. цялата схема ще е по-сложна. Например за
сравняване на 8-битови числа е нужно последователното свързване на два
еднакви 4-разредни компаратора, както това е показано на (фиг.3.д).

4.Суматори.

В ежедневието си служим с цифрите 0, 1, 2, .. .,9 и с аритметическите
закони — събиране, изваждане, умножение, деление и т.н. В цифровата
техника се използват само два знака: логическа 0 и логическа 1 и
действията с тях (събиране, изваждане, умножение, деление) се извършват
въз основа на така наречените логически закони и логически равенства.
Логическите закони са известни от доста отдавна, но тяхното използване
рязко нарасна, когато се изясни, че само електричеството може да
обработва информацията с големи скорости. Означенията логическа 0 и
логическа 1 са пряко свързани с електрическото ниво. Следователно
логическата 1 в никакъв случай не е равна на аритметическата единица;
също така логическата 0 не е равна на аритметическата нула. Съгласно с
приетият код в ТТЛ ИС, логическата 0 съответства на ниво около 0,1 V, а
логическата 1 съответства на ниво около 3,6 V. По същия начин
логическото равенство си има свои закони и то невинаги е идентично с
аритметическото равенство. Например при ЛЕ ИЛИ е в сила логическото

7

равенство, което води при два входа до Y =1 + 1 = 1, а при три входа —
до Y = 1+1 + 1 = 1. А КО тези равенства бяха аритметични, резултатите
щяха да бъдат съответно Y = 1 + 1 = 2 и Y = 1 + 1 + 1 = 3 . За
избягване на двусмислия се заменя знака за логическо умножение (.) със
знака (˄), а за логическото събиране — знака (+) със знака (V).
Суматорите са цифрови схеми за събиране на двоични числа.
Изградени са от ЛЕ и се произвеждат обикновено в ин тегрално
изпълнение. Различават се еднобитови и многоб