Digitale Schaltungen - De-Multiplexer
De-Multiplexerist eine kombinatorische Schaltung, die den Rückwärtsbetrieb des Multiplexers ausführt. Es hat einen einzelnen Eingang, 'n' Auswahlzeilen und maximal 2 n Ausgänge. Der Eingang wird basierend auf den Werten der Auswahlleitungen mit einem dieser Ausgänge verbunden.
Da es 'n' Auswahlzeilen gibt, gibt es 2 n mögliche Kombinationen von Nullen und Einsen. Jede Kombination kann also nur einen Ausgang auswählen. De-Multiplexer wird auch als bezeichnetDe-Mux.
1x4 De-Multiplexer
1x4 De-Multiplexer hat einen Eingang I, zwei Auswahlleitungen, s 1 & s 0 und vier Ausgänge Y 3 , Y 2 , Y 1 & Y 0 . Dasblock diagram Der 1x4-De-Multiplexer ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Der einzelne Eingang 'I' wird basierend auf den Werten der Auswahlleitungen s 1 & s0 mit einem der vier Ausgänge Y 3 bis Y 0 verbunden. DasTruth table von 1x4 De-Multiplexer ist unten gezeigt.
| Auswahleingänge | Ausgänge | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| S1 | S0 | Y3 | Y2 | Y1 | Y0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I |
| 0 | 1 | 0 | 0 | I | 0 |
| 1 | 0 | 0 | I | 0 | 0 |
| 1 | 1 | I | 0 | 0 | 0 |
Aus der obigen Wahrheitstabelle können wir die direkt schreiben Boolean functions für jede Ausgabe als
$$ Y_ {3} = s_ {1} s_ {0} I $$
$$ Y_ {2} = s_ {1} {s_ {0}} 'I $$
$$ Y_ {1} = {s_ {1}} 's_ {0} I $$
$$ Y_ {0} = {s_1} '{s_ {0}}' I $$
Wir können diese Booleschen Funktionen mithilfe von Invertern und UND-Gattern mit 3 Eingängen implementieren. Dascircuit diagram Der 1x4-De-Multiplexer ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Wir können die Funktionsweise der obigen Schaltung leicht verstehen. Ebenso können Sie 1x8 De-Multiplexer und 1x16 De-Multiplexer auf die gleiche Weise implementieren.
Implementierung von De-Multiplexern höherer Ordnung
Lassen Sie uns nun die folgenden zwei De-Multiplexer höherer Ordnung unter Verwendung von De-Multiplexern niedrigerer Ordnung implementieren.
- 1x8 De-Multiplexer
- 1x16 De-Multiplexer
1x8 De-Multiplexer
In diesem Abschnitt implementieren wir 1x8 De-Multiplexer mit 1x4 De-Multiplexern und 1x2 De-Multiplexer. Wir wissen, dass 1x4 De-Multiplexer einen einzelnen Eingang, zwei Auswahlleitungen und vier Ausgänge hat. Während 1x8 De-Multiplexer einen einzelnen Eingang, drei Auswahlleitungen und acht Ausgänge hat.
Wir brauchen also zwei 1x4 De-Multiplexersin der zweiten Stufe, um die letzten acht Ausgänge zu erhalten. Da die Anzahl der Eingänge in der zweiten Stufe zwei beträgt, benötigen wir1x2 DeMultiplexerin der ersten Stufe, so dass die Ausgänge der ersten Stufe die Eingänge der zweiten Stufe sind. Der Eingang dieses 1x2-De-Multiplexers ist der Gesamteingang des 1x8-De-Multiplexers.
Der 1x8-De-Multiplexer hat einen Eingang I, drei Auswahlleitungen s 2 , s 1 & s 0 und die Ausgänge Y 7 bis Y 0 . DasTruth table von 1x8 De-Multiplexer ist unten gezeigt.
| Auswahleingänge | Ausgänge | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| s2 | s1 | s0 | Y7 | Y6 | Y5 | Y4 | Y3 | Y2 | Y1 | Y0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | I | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Wir können 1x8-De-Multiplexer unter Verwendung von Multiplexern niedrigerer Ordnung leicht implementieren, indem wir die obige Wahrheitstabelle berücksichtigen. Dasblock diagram Der 1x8-De-Multiplexer ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Das Gemeinsame selection lines, s1 & s0werden auf beide 1x4-De-Multiplexer angewendet. Die Ausgänge des oberen 1x4-De-Multiplexers sind Y 7 bis Y 4 und die Ausgänge des unteren 1x4-De-Multiplexers sind Y 3 bis Y 0 .
Das andere selection line, s2wird auf 1x2 De-Multiplexer angewendet. Wenn s 2 Null ist, ist einer der vier Ausgänge des unteren 1x4-De-Multiplexers gleich dem Eingang I, basierend auf den Werten der Auswahllinien s 1 & s 0 . Wenn s 2 eins ist, ist einer der vier Ausgänge des oberen 1x4-DeMultiplexers gleich dem Eingang I, basierend auf den Werten der Auswahllinien s 1 & s 0 .
1x16 De-Multiplexer
In diesem Abschnitt implementieren wir 1x16 De-Multiplexer mit 1x8 De-Multiplexern und 1x2 De-Multiplexer. Wir wissen, dass der 1x8-De-Multiplexer einen einzelnen Eingang, drei Auswahlleitungen und acht Ausgänge hat. Während 1x16 De-Multiplexer einen einzelnen Eingang, vier Auswahlleitungen und sechzehn Ausgänge hat.
Wir brauchen also zwei 1x8 De-Multiplexersin der zweiten Stufe, um die letzten 16 Ausgänge zu erhalten. Da die Anzahl der Eingänge in der zweiten Stufe zwei beträgt, benötigen wir1x2 DeMultiplexerin der ersten Stufe, so dass die Ausgänge der ersten Stufe die Eingänge der zweiten Stufe sind. Der Eingang dieses 1x2-De-Multiplexers ist der Gesamteingang des 1x16-De-Multiplexers.
Der 1x16-Entmultiplexer hat einen Eingang I, vier Auswahlleitungen s 3 , s 2 , s 1 und s 0 und die Ausgänge Y 15 bis Y 0 . Dasblock diagram Der 1x16-De-Multiplexer mit Multiplexern niedrigerer Ordnung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Das Gemeinsame selection lines s2, s1 & s0werden auf beide 1x8-De-Multiplexer angewendet. Die Ausgänge des oberen 1x8-De-Multiplexers sind Y 15 bis Y 8 und die Ausgänge des unteren 1x8-DeMultiplexers sind Y 7 bis Y 0 .
Das andere selection line, s3wird auf 1x2 De-Multiplexer angewendet. Wenn s 3 Null ist, ist einer der acht Ausgänge des unteren 1x8-De-Multiplexers gleich dem Eingang I, basierend auf den Werten der Auswahlleitungen s 2 , s 1 und s 0 . In ähnlicher Weise ist, wenn s3 eins ist, einer der 8 Ausgänge des oberen 1x8-De-Multiplexers gleich dem Eingang I, basierend auf den Werten der Auswahllinien s 2 , s 1 & s 0 .