Demultiplexery

Publish in

Documents

6 views

Please download to get full document.

View again

of 22
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
Demultiplexery. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Transcript
DemultiplexeryStřední odborná škola OtrokoviceAutorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš ZatloukalDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.www.zlinskedumy.czCharakteristika DUM 2DemultiplexeryObsah tématuDefinice demultiplexeruPříklady použití demultiplexeruNávrh demultiplexeru2 kanálový4 kanálový Demultiplexer jako dekodérIntegrované demultiplexeryDemultiplexeryDemultiplexer je opakem multiplexeru. - Multiplexer plnil roli jakéhosi signálového „slučovače“, tj. na jediný výstup Y přenesl obsah adresou zadaného kanálu (datového vstupu) z celkového počtu N kanálů.- Demultiplexer (zkratka DMUX nebo také DMPX)Má funkci jako „rozbočovač“ – to znamenáv závislosti na aktuální kombinaci adresního slova (n-tice bitů) přenáší z jediného datového vstupu obsah – data (logickou nulu nebo jedničku) na jeden z N výstupních vodičů (kanálů), přičemž na ostatních výstupech zůstává neaktivní stav. Jde tedy opět o kombinační obvod, který lze popsat N Booleovými výrazy, Yi = Adri. D. EAdrije kombinace adresních vstupů A0, A1, …An-1, pomocí které je vybírán některý z N výstupůDemultiplexeryObr. 1: Blokové schéma demultiplexeruObr. 2: Blokové schéma – společné zapojení multiplexeru a demultiplexeruDemultiplexer- má tedy pouze jeden vstup = datový = 1 kanál, značí se D (někdy C)- pouze N výstupů Y (Y0, Y1, Y2, …YN-1)- adresní nebo adresovací vstupy – je jich n, značí se písmeny A0, A1, A2, …An-1- blokovací signál E nebo (někdy je také značen jako G, nebo CS)Mezi počtem výstupů YN a  počtem adresních vstupů platí vztah N = 2nPozn. Obr. č. 2 je spíše teoretický – naznačuje vzájemnou souvislost mezi multiplexerem (signálovým „slučovačem“) a demultiplexerem ((signálovým „rozbočovačem“). Oba jsou řízeny adresou (v obrázku společnou), případně ještě blokováním (v obrázku není zakresleno).Pro určitou vybranou adresu – např. u 8 kanálového MUX (DMUX) 011 = kanál č.3 se informace v tomto kanále obsažená dostane na výstup MPX a z něj po přenosu nějakým prostředím (a na určitou vzdálenost) tuto informaci vidíme na Y3 (3 výstupu = kanále demultiplexeru).DemultiplexeryPoužití demultiplexeru: tam, kde je potřeba obsah vstupu přenést na 1 z výstupů (na který závisí na řídicím požadavku – tj. na adrese jednoho z N výstupů) v obvodech pro převod sériové informace na paralelní - jako dekodéru kódu 1 z N (s určitým omezením – viz dále)Podobně jako u multiplexeru zde platí vztah N = 2n, který zachycuje vztah mezi počtem výstupních datových kanálů (N) a mezi počtem adresních bitů (n).Příklad 1: Kolik adresních vstupů má 8 kanálový (8 k) demultiplexer (DMUX)N = 2n 8 = 2n 8 = 23 n= 3Zadaný 8 k DMUX má 3 adresní vstupy (A2, A1, A0)Příklad 2: Ve schématu je nakreslen DMUX se 7 adresními vstupy. Kolik má kanálů?N = 2n N = 27 128 = 27 N=128Zadaný DMUX se sedmibitovou adresou má 128 kanálů (D0 až D127)DemultiplexeryRovnice demultiplexeru:Pro výstupy Y0 až YN-1demultiplexerumůžeme psát logickou funkciY0= Adr1& D & EY1 = Adr1& D& E..YN-1 = AdrN-1& D& Ekde Y0až YN-1 jsou výstupy demultiplexeruAdrioznačuje příslušnou kombinaci adresových vstupů A0 až An-1D je datový vstup (kanál)E je blokovací signál aktivní pro jedničku - E = 1 znamená odblokováno - E = 0 znamená zablokovánonebo opačný typ blokovacího signálu = je blokovací signál aktivní pro nulu -= 0 znamená odblokováno - = 1 znamená zablokovánoDemultiplexeryNapř. prošestnáctikanálovýdemultiplexer potřebujeme 4 adresní vodiče A3, A2, A1a A0. Realizace multiplexeruZ logických členů typu NOT a AND – návrh obsahuje zadání, tabulku a schéma zapojení„hotový“ demultiplexer jako jeden integrovaný obvod (IO)Dvoukanálový DMUXČtyřkanálovýDMUXTabulka počtu kanálů a adresních vstupůDemultiplexeryNávrh N kanálového demultiplexeruVychází z rovnic typu: Yi = Adr1 & D& E (i = 0 až N-1)Adri označuje příslušnou kombinaci adresových vstupů A0 až An-1Y0 = Adr1& D & EY1 = Adr1 & D& E..YN-1 = AdrN-1& D & EAbychom nakreslili schéma zapojení musíme znát: typy logických členů,jejich počty, dále počty jejich vstupů (pokud je vstupů více než 1)DemultiplexeryI. Návrh dvoukanálového demultiplexeru (2kDMUX)Zadání: Navrhněte dvoukanálový demultiplexer s blokováním E z logických členů typu NOT a AND.Z předchozí tabulky určíme, že budeme potřebovat:1x člen NOT (N = 2n, 2 = 21, 1 adresní vstup A)2x člen AND (třívstupový, 3 = jeden datový + 1 adresní + 1 blokovací)Tabulka dvoukanálového demultiplexeruObr. 3: Blokové schéma 2 kanálového demultiplexeruDemultiplexery - návrh dvoukanálového demultiplexeru (2k DMUX) - pokračováníSchéma zapojení: 1x člen NOT, 2x člen AND (třívstupový)Obr. 4: Schéma 2 kanálového demultiplexeru, blokování typu EDemultiplexeryII. Návrh čtyřkanálovéhodemultiplexeru (4k MPX)Zadání: Navrhněte čtyřkanálovýdemultiplexer s blokováním z logických členů typu NOT, AND, NAND.Budou potřeba tyto logické členy:Základ: 2x člen NOT (adresní vstupy A1, A0)4x člen NAND (třívstupové, 3 = jeden datový sloučený s blokovacím + 2 adresní)Rozšíření: Aby šlo demultiplexer využít také jako dekodér 1 ze 4 přibudou členy:1x NOT, 1x AND (s negovanými vstupy).Obr. 5: Blokové schéma 4 kanálového demultiplexeruDemultiplexery - návrh čtyřkanálovéhodemultiplexeru (4k DMUX) – pokračováníTabulka čtyřkanálovéhodemultiplexeru… blokovací signál D … datový vstup A1, A0 … adresní vstupy Y3 až Y0 … výstupní kanályPopis tabulky:první 4 řádky – DMUX je odblokován ( = 0), jednička z datového vstupu D je v opačném tvaru (jako nula) přenesena na ten výstup Yi, jemuž odpovídá adresa na vstupech A1, A0, 5. řádek – DMUX je zablokován (na výstupech Y0 až Y3 jsou samé jedničky) – důvod: na datovém vstupu je nula (a na stavech blokování a adres nezáleží), 6. řádek – DMUX je zablokován ( = 1), (a na stavech D a adres nezáleží)X – na hodnotě nezáleží (je to jedno, zda je zde nula či jednička) Demultiplexery - návrh čtyřkanálovéhodemultiplexeru - pokračováníSchéma zapojení: 2x člen NOT (adresy), 4x člen NAND – třívstupový(výstupy), 1x člen NOT () + 1x AND (s negovanými vstupy)Obr. 6: Schéma 4 kanálového demultiplexeru, blokování typuDemultiplexery – demultiplexer jako dekodér 1 z NDemultiplexerjako dekodér 1 z NPopis činnosti: Čtyřkanálovýdemultiplexer je zde použit jako dekodér 1 ze 4. - datový vstup D je nyní ve funkci druhého blokovacího vstupu . - pokud je obvod odblokován ( = 0, D=1), je v závislosti na aktuální adrese (kombinace A1, A0) nastaven do stavu nula příslušný výstup Yi (i = 0 až 3). - jedná se tedy o 2 bitový dekodér (1 ze 4) typu plovoucí nula.- když je obvod zablokován , má na všech výstupech Y0 až Y3 samé jedničky- V zablokovaném stavu pak nezáleží na stavech A1, A0 (X)Kdy je obvod zablokován?- vstup D = 0 nebo- vstup ( = 1)Závěr: N kanálový demultiplexer lze využít jako dekodér 1 z N, pokud použijeme datový vstup (značí se D nebo C) jako druhý blokovací signál. Typ výstupu (plovoucí nula nebo jednička), pak závisí na vnitřní struktuře integrovaného obvodu (lze zjistit z katalogu výrobce).Demultiplexery Integrované demultiplexeryVícekanálové demultiplexery jsou poměrně složité obvody a proto jsou vyráběny jako integrované (IO). Jsou vyráběné téměř výhradně jako obvody s aktivní úrovní logické nuly na vybraném výstupu. To znamená, že na všech výstupech je logická jednička a pouze na výstupu , jehož adresa je určena kombinací adresních bitů, se přenese logický stav datového vstupu D.Jak z tabulky vyplývá, v jednom pouzdře integrovaného obvodu mohou být i 2 demultiplexery, obvykle ale nejsou na sobě nezávislé – mají např. některé signály společné (např. adresovací vstupy nebo blokování). Zároveň je vidět, že N kanálový demultiplexer lze uplatnit jako dekodér 1 z N.Několik příkladů ukazuje tabulka:N kanálový demultiplexer a dekodér 1 N obecně se od sebe liší tím, že:Demultiplexer má navíc datový vstup, ostatní je stejnéDekodér potřebuje další řídicí signál (pro určení typu výstupu)Demultiplexernavíc potřebuje výstupy typu Kontrolní otázkyRovnice demultiplexeru má tvar:Yi = Adri& D & E & G (kde i = 0 až N-1)Yi= Adri+D+E (kde i = 0 až N-1)Yi= Adri& D & E (kde i = 0 až N-1)3. Demultiplexer , který má adresní vstupy označeny jako A2, A1, A0, chceme použít jako dekodér. O jaký dekodér půjde?Dvojitý 1 ze 41 z 81 ze 16N kanálový demultiplexer a dekodér 1 N obecně se od sebe liší tím, že:Demultiplexer má navíc datový vstup, ostatní je stejnéDekodér potřebuje další řídicí signál (pro určení typu výstupu)Demultiplexernavíc potřebuje výstupy typu Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeněRovnice demultiplexeru má tvar:Yi = Adri& D & E & G (kde i = 0 až N-1)Yi= Adri+D+E (kde i = 0 až N-1)Yi= Adri& D & E (kde i = 0 až N-1)3. Demultiplexer , který má adresní vstupy označeny jako A2, A1, A0, chceme použít jako dekodér. O jaký dekodér půjde?Dvojitý 1 ze 41 z 81 ze 16Seznam obrázků:Obr. 1: vlastní, Blokové schéma demultiplexeruObr. 2: vlastní, Blokové schéma – společné zapojení multiplexeru a demultiplexeruObr. 3: vlastní, Blokové schéma dvoukanálového demultiplexeruObr. 4: vlastní, Schéma dvoukanálového demultiplexeru, blokování typu EObr. 5: vlastní, Blokové schéma čtyřkanálovéhodemultiplexeruObr. 6: vlastní, Schéma čtyřkanálovéhodemultiplexeru, blokování typu Seznam použité literatury:[1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN 80-7232-206-0[2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982[3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN 80-7300-075-X[4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN80-7300-198-5Děkuji za pozornost 
Related Documents
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks