Мультиплексоры

Лабораторная работа № 4

Исследование схем на мультиплексорах

Теоретическое введение

Выполнение работы заключается в изучении и проработке теоретического материала, ознакомлении с заданием экспериментальной части работы, усвоении целей и задач работы, выполнении задания согласно варианту, приведенному в (табл. 4.1 – табл. 4.2), ответов на контрольные вопросы и написании отчета.

Задание к лабораторной работе состоит из 2-х частей: синтез мультиплексора и синтез КС на мультиплексорах, реализующей заданную функцию. После синтеза мультиплексора на простейших логических элементах (ЛЭ), результаты его работы необходимо сверить с реальными микросхемами. Реальные микросхемы взять из базы используемых пакетов.

Таблица 4.1 Исследуемые мультиплексоры

Таблица 4.2 Построение КС на мультиплексорах

Необходимые значения заданных функций приведены в (табл. 4.3).

Таблица 4.3 Необходимые значения используемых в работе функций

Рис. 4.1 Функции для синтеза КС

Мультиплексоры

Мультиплексором 2ⁿ à 1 или 2ⁿ-канальным мультиплексором, называется КС, выполняющая функцию: ,

где n = (x_n, …, x₁) – адресные сигналы каналов мультиплексора i = e_n…e ₁ – адрес канала, K_i(n) – минтермы, переключающие каналы. DI – информационные входные сигналы, Q – выходной сигнал мультиплексора.

Мультиплексор является коммутатором 2n информационных сигналов D_i на один выход Q. Действительно, если K_i(n) = 1, то K_j(n) = 0, при i ¹ j и Q = D_i. Если сигналы D_i заменить на , то функция Q изменится на . Адресные сигналы каналов мультиплексора х_р будем обозначать через А_р (A – Address p = 0, 1, …, n-1).

На основании приведенной функции может быть построена схема мультиплексора при любом числе n адресных сигналов x_p, комбинации значений которых определяют номер i информационного входа Di, подключенного к выходу Q. Мультиплексор 2 à 1, выполняет функцию:

.

Схема мультиплексора 4 à 1 на ЛЭ «И» представляет собой полный дешифратор (рис. 4.2в). Для увеличения функциональных возможностей мультиплексоров и обеспечения их каскадирования, вводится один из управляющих сигналов Е (Enable) или OE (Output Enable). Мультиплексор 2ⁿ à 1 со стробирующим сигналом Е выполняет функцию:

,

а структурная схема представлена на рис. 4.2г.

Структурная схема 2ⁿ à 1 с сигналом ОЕ, управляющим Z состоянием его выхода, показана на рис. 4.2е, а выполняемая им функция:

Для уменьшения задержки сигнала Е дополнительный двухвходовый ЛЭ «И» можно исключить (рис. 4.2д) и тогда будет равно:

.

Аналогично выполняются и другие мультиплексоры 2ⁿ à 1 со стробирующим входом Е.

а) б)

в) г)

д) е)

Рис. 4.2 а) Условно-графическое изображение мультиплексора 2ⁿ à 1;

б) Структурная схема мультиплексора 2à 1; в) схема мультиплексора 4à 1; г) структурная схема мультиплексора со стробирующим сигналом Е; д) схема мультиплексора 2à 1 со стробирующим сигналом Е; е) структурная схема мультиплексора 2ⁿ à 1 с сигналом ОЕ

В качестве примера в данной работе рассмотрим два мультиплексора: КР1533КП2 и КР1533КП7.

Микросхема КР1533КП2 представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 4 à 1 с общими входами выбора данных и раздельными входами стробирования. Условно-графическое обозначение и функциональная схема микросхемы КР1533КП2 представлены на (рис. 4.3).

б)

Рис. 4.3 а) условно-графическое обозначение микросхемы КР1533КП2

б) функциональная схема микросхемы КР1533КП2

 

 

Микросхема КР1533КП7 представляет собой селектор-мультиплексор 8 à 1 и в зависимости от установленного на адресных входах кода разрешает прохождение сигнала на выходы (прямой и инверсный) только от одного из восьми информационных входов, при этом на входе стробирования должно быть установлено напряжение низкого уровня, т.к. этот вход является инверсным. Условно-графическое обозначение и функциональная схема микросхемы КР1533КП7 представлены на (рис. 4.4).

 

б)

а)

Рис. 4.4 а) условно-графическое обозначение микросхемы КР1533КП7

б) функциональная схема микросхемы КР1533КП7

 

123456Следующая ⇒