13 Лабораторная работа
13.1 Тема работы: Исследование мультиплексора
13.2 Цель работы: Изучение работы мультиплексоров
13.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
13.4 Теоретическая часть работы
Мультиплексоры (английское Multiplexer) предназначены для поочередной передачи на один выход одного из нескольких входных сигналов, то есть для их мультиплексирования. Количество мультиплексируемых входов называется количеством каналов мультиплексора, а количество выходов называется числом разрядов мультиплексора. Например, 2-канальный 4-разрядный мультиплексор имеет 4 выхода, на каждый из которых может передаваться один из двух входных сигналов. А 4-канальный 2-разрядный мультиплексор имеет 2 выхода, на каждый из которых может передаваться один из четырех входных сигналов. Число каналов мультиплексоров, входящих в стандартные серии, составляет от 2 до 16, а число разрядов — от 1 до 4, причем чем больше каналов имеет мультиплексор, тем меньше у него разрядов.
Рисунок 32 - Примеры микросхем мультиплексоров
Управление работой мультиплексора (выбор номера канала) осуществляется с помощью входного кода адреса. Например, для 4-канального мультиплексора необходим 2-разрядный управляющий (адресный) код, а для 16-канального — 4-разрядный код. Разряды кода обозначаются 1, 2, 4, 8 или А0, А1, А2, А5. Мультиплексоры бывают с выходом 2С и с выходом 3С. Выходы мультиплексоров бывают прямыми и инверсными. Выход 3С позволяет объединять выходы мультиплексоров с выходами других микросхем, а также получать двунаправленные и мультиплексированные линии. Некоторые микросхемы мультиплексоров имеют вход разрешения/запрета С (другое обозначение — S), который при запрете устанавливает прямой выход в нулевой уровень.
Таблица 15 - Таблица истинности 8-канального мультиплексора
Входы |
Выход |
||
4 |
2 |
1 |
Q |
0 |
0 |
0 |
D0 |
0 |
0 |
1 |
D1 |
0 |
1 |
0 |
D2 |
0 |
1 |
1 |
D3 |
1 |
0 |
0 |
D4 |
1 |
0 |
1 |
D5 |
1 |
1 |
0 |
D6 |
1 |
1 |
1 |
D7 |
В таблице сигналы на входах 0...7 обозначены D0...D7, прямой выход — Q. При единице на входе –EZ оба выхода находятся в третьем состоянии. Выходной сигнал повторяет состояние входного сигнала, номер которого задается входным кодом на входах 1, 2, 4.
Рисунок 33 - Пример временной диаграммы мультиплексора.
На рисунке 33 приведена временная диаграмма работы 4-канального мультиплексора. В зависимости от входного кода на выход передается один из четырех входных сигналов. При запрещении работы на выходе устанавливается нулевой сигнал вне зависимости от входных сигналов.
13.5 Выполнение работы
13.5.1 Изучить схемы представленные на рисунке 33 Выбрать вариант.
13.5.2 Используя схему записать логическое выражение, определяющее ее работу.
Реализовать схему в программе моделирования.
С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы.
13.5.5 Реализовать схему для мультиплексора 74153. На входа 1С0-1С3 подключить генераторы частоты (Clock), на управляющие входа А,В - переключатели (Switch). Установить на генераторах различные значения частоты. Присвоить переключателям соответствующие клавиши. К выходу Y1 подключить индикатор.
13.5.6 Промоделировать схему. Получить алгоритм работы.
13.5.7 Сделать вывод о назначении устройств, и принципах и работы.
Вариант 1
Вариант 2
Рисунок 34 - Схемы для моделирования
13.6 Контрольные вопросы
13.6.1 Какие существуют мультиплексоры?
13.6.2 Как увеличить разрядность мультиплексора? Разработать схему.
13.6.3 Область применения мультиплексоров? Электротехнический аналог мультиплексора?
В чем разница схем на рисунке 34?
13.7 Вывод