3.9. Мультиплексоры

Мультиплексор – коммутатор цифровых сигналов. Он осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу в зависимости от состояния двоичного кода на адресных входах. Другими словами, мультиплексор – переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов данных и один их выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует двоичному коду адреса. Другое определение: мультиплексор – это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный.

Структуру мультиплексора для четырёх входных разрядов можно представить схемой, приведённой на рис. 3.13.

Выводы D0-D3 являются информационными входами. Выводы А0-А1 являются адресными входами. На них подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y. Вход С является тактовым и имеется только в синхронных мультиплексорах. По этой линии подается сигнал разрешения работы мультиплексора (стробирующий сигнал). Наличие дополнительного управляющего входа расширяет функциональные возможности мультиплексора и позволяет проще реализовать методы борьбы с гонками. На этом рисунке показан четырехвходовой, или как еще его называют, мультиплексор 4×1. Потому и адресных входов всего 2. Для пояснения принципа работы этой схемы рассмотрим на таблицу истинности (рис. 3.14).

Рис. 3.13. Структура мультиплексора

Рис. 3.14. Таблица истинности

Рис. 3.15 Обозначение мультиплексора

Таким образом, двоичный код А0 А1 выбирает нужный вход D. Обозначение мультиплексора на принципиальных схемах приведено на рис. 3.15.

Мультиплексоры нашли широкое применение в вычислительной технике в качестве коммутаторов цифровых сигналов. Они используются в компьютерах и микропроцессорных контроллерах для коммутации адресных входов динамических оперативных запоминающих устройств, в узлах объединения или разветвления шин и т.д. На базе мультиплексоров можно построить различные комбинационные устройства с минимальным числом дополнительных элементов логики. Следует отметить, что мультиплексоры хотя и предназначены для коммутации цифровых сигналов, но с помощью мультиплексоров, изготовленных по КМОП технологии, можно коммутировать и аналоговые сигналы.