Цифровые схемы - Демультиплексоры
De-Multiplexerпредставляет собой комбинационную схему, которая выполняет операцию, обратную мультиплексору. Он имеет один вход, n строк выбора и максимум 2 n выходов. Вход будет подключен к одному из этих выходов в зависимости от значений строк выбора.
Поскольку имеется n строк выбора, будет 2 n возможных комбинаций нулей и единиц. Таким образом, каждая комбинация может выбрать только один выход. Демультиплексор также называютDe-Mux.
Демультиплексор 1x4
Демультиплексор 1x4 имеет один вход I, две строки выбора, s 1 и s 0, и четыре выхода Y 3 , Y 2 , Y 1 и Y 0 . Вblock diagram Демультиплексора 1x4 показано на следующем рисунке.
Единственный вход «I» будет подключен к одному из четырех выходов, от Y 3 до Y 0, на основе значений строк выбора s 1 и s0. ВTruth table Демультиплексора 1x4 показан ниже.
| Выбор входов | Выходы | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Из приведенной выше таблицы истинности мы можем напрямую написать Boolean functions для каждого выхода как
$$ Y_ {3} = s_ {1} s_ {0} I $$
$$ Y_ {2} = s_ {1} {s_ {0}} 'I $$
$$ Y_ {1} = {s_ {1}} s_ {0} I $$
$$ Y_ {0} = {s_1} '{s_ {0}}' I $$
Мы можем реализовать эти логические функции, используя инверторы и логические элементы И с 3 входами. Вcircuit diagram Демультиплексора 1x4 показано на следующем рисунке.
Мы легко можем понять работу указанной схемы. Точно так же вы можете реализовать демультиплексор 1x8 и демультиплексор 1x16, выполнив ту же процедуру.
Реализация демультиплексоров высшего порядка
Теперь давайте реализуем следующие два де-мультиплексора более высокого порядка, используя де-мультиплексоры более низкого порядка.
- Демультиплексор 1x8
- Демультиплексор 1x16
Демультиплексор 1x8
В этом разделе давайте реализуем демультиплексор 1x8, используя демультиплексоры 1x4 и демультиплексор 1x2. Мы знаем, что де-мультиплексор 1x4 имеет один вход, две линии выбора и четыре выхода. Принимая во внимание, что De-Multiplexer 1x8 имеет один вход, три линии выбора и восемь выходов.
Итак, нам потребуется два 1x4 De-Multiplexersна втором этапе, чтобы получить окончательные восемь результатов. Поскольку количество входов на втором этапе равно двум, нам потребуется1x2 DeMultiplexerна первом этапе, так что выходы первого этапа будут входами второго этапа. Вход этого демультиплексора 1x2 будет общим входом демультиплексора 1x8.
Пусть у демультиплексора 1x8 есть один вход I, три строки выбора s 2 , s 1 и s 0 и выходы от Y 7 до Y 0 . ВTruth table Демультиплексора 1x8 показан ниже.
| Выбор входов | Выходы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Мы можем легко реализовать демультиплексор 1x8, используя мультиплексоры более низкого порядка, учитывая приведенную выше таблицу истинности. Вblock diagram Демультиплексора 1x8 показан на следующем рисунке.
Общее selection lines, s1 & s0применяются к обоим де-мультиплексорам 1x4. Выходы верхнего демультиплексора 1x4 - от Y 7 до Y 4, а выходы нижнего демультиплексора 1x4 - от Y 3 до Y 0 .
Другой selection line, s2применяется к демультиплексору 1x2. Если s 2 равно нулю, то один из четырех выходов нижнего де-мультиплексора 1x4 будет равен входу I на основе значений строк выбора s 1 и s 0 . Аналогично, если s 2 равно единице, то один из четырех выходов верхнего демультиплексора 1x4 будет равен входу I на основе значений строк выбора s 1 и s 0 .
Демультиплексор 1x16
В этом разделе давайте реализуем демультиплексор 1x16, используя демультиплексоры 1x8 и демультиплексор 1x2. Мы знаем, что De-Multiplexer 1x8 имеет один вход, три линии выбора и восемь выходов. В то же время, 1x16 De-Multiplexer имеет один вход, четыре линии выбора и шестнадцать выходов.
Итак, нам потребуется два 1x8 De-Multiplexersна втором этапе, чтобы получить окончательные шестнадцать выходов. Поскольку количество входов на втором этапе равно двум, нам потребуется1x2 DeMultiplexerна первом этапе, так что выходы первого этапа будут входами второго этапа. Вход этого демультиплексора 1x2 будет общим входом демультиплексора 1x16.
Пусть у демультиплексора 1x16 есть один вход I, четыре строки выбора s 3 , s 2 , s 1 и s 0 и выходы от Y 15 до Y 0 . Вblock diagram Демультиплексора 1x16 с использованием мультиплексоров более низкого порядка показан на следующем рисунке.
Общее selection lines s2, s1 & s0применяются к обоим де-мультиплексорам 1x8. Выходы верхнего демультиплексора 1x8 - от Y 15 до Y 8, а выходы нижнего демультиплексора 1x8 - от Y 7 до Y 0 .
Другой selection line, s3применяется к демультиплексору 1x2. Если s 3 равно нулю, то один из восьми выходов нижнего демультиплексора 1x8 будет равен входу I на основе значений строк выбора s 2 , s 1 и s 0 . Аналогично, если s3 равно единице, то один из 8 выходов верхнего де-мультиплексора 1x8 будет равен входу I на основе значений строк выбора s 2 , s 1 и s 0 .