background image

 
 
 
 
 
Multipleksery i demultipleksery służą do transmisji informacji. 
Są to układy funkcjonalnie odpowiadające przełącznikom z kodowanym  wyborem pozycji, za 
pomocą dekodera adresu. 

W multipleksowanym systemie transmisji informacji, po stronie nadawczej umieszczamy 

multiplekser, a po stronie odbiorczej demultiplekser. Adres bazuje na naturalnym kodzie 
dwójkowym. Jeżeli linia przesyłowa jest dłuższa od 50 cm to stosujemy pomocnicze układy 
transmisji sygnałów cyfrowych. Linia taka wygląda następująca: 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

Wejścia 

adresow

Wejścia 

informacyjne

 

We 

Strob 

Wy 

A

2

 

A

1

 

W

1

 W

2

 W

3

 W

4

 

Str. 

Wy 







X   X   X   X 

1   X   X   X 

X   1   1   1 

X   X   1   X 
X   X   X   1 









 
 

 

y Strob a a d

a a d

a a d

a a d

(

)

1 0

0

1 0

1

1 0

2

1 0

3

 

 
 

0

1

n

W
W

W

W

W y

1

2

3

n

A

A

A

1

0

3

n

2

n

W y

W
d

1

A

A

A

W y
W y
W y

N a d

O d b

L in ia

p r z e s y ło w a

 

background image

 

Zastosowanie multiplekserów 

do syntezy układów 

kombinacyjnych 

 
Podstawowym zastosowaniem multipleksera jest użycie go jako wybieraka, czyli układu 
umożliwiającego przesłanie na wyjście wybranego sygnału informacyjnego D

i

 , przy czym 

wyboru dokonują sygnały na wejściach adresowych A

k

 

Jeżeli jednak napisać funkcję przełączającą realizowaną przez układ 

multipleksera  
i potraktować wejścia informacyjne D

i

 

jako współczynniki, którym mogą być przypisane 

wartości 0 i 1, to stwierdza się, że układ ten potrafi wygenerować wszystkie składniki 
postaci kanonicznej sumy funkcji logicznej. 

Na przykład funkcja przełączająca określająca sygnał 
wyjściowy multipleksera 4-wejściowego jest następująca: 
 

 
 

3

0

1

2

0

1

1

0

1

0

0

1

D

A

A

D

A

A

D

A

A

D

A

A

Y

 

 

 

 

 
 
Przez dobór odpowiednich sygnałów (0 lub 1) na wejściach informacyjnych D

i

 

można 

określić każdą funkcję dwóch zmiennych wejściowych A

1

 i A

0

 

realizowaną przez ten 

multiplekser. 
 
 

Realizacja funkcji przełączających przy pomocy multiplekserów polega więc na 

zastosowaniu wejść adresowych A

i

 

jako właściwych wejść układu, a wejść informacyjnych 

multipleksera jako wejść bramkujących, określających typ realizowanej funkcji. 
 

Pierwszym krokiem przy projektowaniu układów logicznych budowanych za 

pomocą multiplekserów jest wyrażenie funkcji logicznej w postaci kanonicznej sumy.  
Realizacja t

echniczna układu polega na wyeliminowaniu zbędnych składników sygnałami D

i

 =0 

i pozostawieniu składników wchodzących do postaci kanonicznej sumy przez podanie na 
odpowiednie wejścia D

i

 

sygnałów logicznych 1. 

 
Za pomocą multipleksera z adresem n-bitowym można zrealizować dowolną funkcję 
przełączającą n zmiennych. Realizacja funkcji n zmiennych nie wymaga dodatkowych 
elementów.  
Rozważmy realizację funkcji przełączającej trzech zmiennych A, B, C. 
 

 

 

BA   

 

00  0 

 

01  1 

 

11  0 

 

10  1 

1

A

A

A

D

0

0

D

1

0

W

2

A

3

1

D

D

1

D

2

D

3

0

D

D

Y

C B

A

0
1
2
3
4
5
6
7

A

A A

2

1

0

0

1

background image

 
 
 
 
Zmie

nne wejściowe są podane na wejścia adresowe multipleksera. Na wejścia informacyjne 

podane są sygnały 0 lub 1 , w zależności od tego, jaką wartość przyjmuje realizowana funkcja 
dla danej kombinacji sygnałów wejściowych. 
 
Korzyści wynikające ze stosowania multiplekserów do realizacji funkcji przełączających są 
najbardziej widoczne, gdy liczba składników jest duża. 
 

Multipleksery można stosować również wtedy, gdy liczba argumentów funkcji 

przełączającej przewyższa liczbę wejść adresowych multipleksera. Argumenty dodatkowe, nie 
mające odpowiednika w wejściach adresowych multipleksera należy podać na wejścia 
informacyjne. 
Realizacja tych dodatkowych sygnałów może wymagać zastosowania bramek logicznych. 
 

Jeżeli liczba wejść projektowanego układu logicznego jest o jeden większa od liczby 

wejść adresowych multipleksera, to realizacja nie wymaga dodatkowych elementów, z tym że 
bramkowanie wejść informacyjnych odbywa się również sygnałem nadmiarowym. 
 
 
Sposób określania sygnałów bramkujących 
Analityczne przedstawienie postaci kanonicznej sumy 

(liczba wejść projektowanego układu jest o 1 większa) 

Postępowanie przy syntezie jest następujące: 

1.  

Wybieramy multiplekser o liczbie n-

1 wejść adresowych (mniejszej o 1 od liczby zmiennych zadanej 

funkcji przełączającej). 

2.  

Dla wygody oznaczamy zmienne x zgodnie z pozycjami n-bitowego kodu NB (np. X=x

3

x

2

x

1

x

0

) i 

podajemy zmienne x na wejścia adresowe o tych samych indeksach (x

0

 na a

0

). 

3.  

Przedstawiamy funkcję przełączającą taką formą sumacyjną f, której składniki stanowią lub zawierają 

il

oczyny pełne (mintermy) w odniesieniu do zmiennych x

n-1

, x

n-2

, ... , x

0

4.  

Wyznaczamy wejścia 

k

d

, do których ma być przyłączony stan 1. Numery tych wejść są określone 

przez równoważniki dziesiętne tych składników formy f, które nie zawierają zmiennej x

n.

 

5.  

Wyznaczamy numery wejść 

k

d

, do których ma być przyłączona zmienna 

n

x

. Są one określone 

przez równoważniki dziesiętne k tych iloczynów, które w danej formie są mnożone z 

n

x

.  

Do tych wejść, do których już poprzednio przyłączono stan 1, nie przyłącza się zmiennej 

n

x

ponieważ 

x   1 = 1. 

6.  

Podobnie określa się numery 

k

d

, dla zmiennej x

,

 

a na tych wejściach na których wyznaczono stany 

n

x

 i 

n

x

 u

stala się stan 1. 

7.  

Na pozostałych wejściach ustala się stan 0. 

background image

Korzystając z powyższego algorytmu określić połączenia multipleksera realizującego funkcję 
przełączającą: 
 

 

 

y

x x

x x

x x x

2 1

1 0

2 1 0

 

1 i 2) wybieramy multiplekser o dwóch wejściach adresowych (1/2 ‘153)  
 
 

1

x

x

x

2

0
1

74153

1C0

6

1C1

5

1C2

4

1C3

3

2C0

10

2C1

11

2C2

12

2C3

13

A

14

B

2

1G

1

2G

15

1Y

7

2Y

9

7404

1

2

 

 
Na wejścia adresowe podajemy zmienne x

0

 i x

1

  

 

3) 

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

y

0

1

2

0

1

0

1

2

0

1

2

 

4)  wejście o stanie „1” jest wyznaczone przez trzeci składnik: L(01) = 1; 
5)  

wejścia zmiennej /x

2

 

są wyznaczane przez pierwszy i drugi składnik: L(01) = 1 i L(00) = 0, 

przy czym we

jście 1 zostało już przyłączone poprzednio do stanu 1; 

6)  

wejście zmiennej x

2

 

jest wyznaczone przez czwarty składnik: L(10) = 2; 

7)   

„pozostałe wejście 3 łączymy ze stanem „0”. 

 

background image

Sposób określania sygnałów bramkujących 
Metoda graficzna 
 
Na poniższym rysunku przedstawiona jest tablica Karnaugha funkcji W, którą należy 
zrealizować przy pomocy 4 - wejściowego multipleksera. 
 
 

 

1

0

0

0 0

0

1

0 1

1

0

1 1 1 0

1

1

0

B

1

0

A A

D

0

D

1

D

2

D

3

B

B

A

1

A

0

W

0

1

W

0

1

3

2

A

A

1

0

 

 
Ponieważ funkcja jest 3 - argumentowa, a multiplekser posiada dwa wejścia adresowe, należy 
określić sygnały bramkujące wejścia informacyjne multipleksera z uwzględnieniem trzeciego, 
nadmiarowego argumentu funkcji. 
Przyjmując, że tym dodatkowym argumentem jest zmienna B, rozpatrywaną funkcję można 
zapisać w postaci 
 

 

 

 

W =  (0,3)

B=0

 +   (1,3)

B=1

  

 
Na podstawie tego opisu można określić sposób bramkowania wejść multipleksera: 

Jeżeli stan występuje w obu zbiorach dla B = 0 i B = 1, to na odpowiadające mu 
wejścia informacyjne multipleksera należy podać sygnał logiczny 1; w przykładzie D

3

 

= 1. 

Jeżeli stan nie występuje w żadnym zbiorze, to na odpowiadające mu wejście należy 
podać sygnał logiczny 0; w przykładzie D

2

 = 0. 

Na wejścia bramkujące związane ze stanami występującymi tylko w jednym zbiorze, 
należy podać sygnał /B lub B - w zależności od tego, w którym zbiorze one występują; 
w przykładzie D

0

 = /B, a D

1

 = B. 

 
W następnym przykładzie pokazane jest, jak przy użyciu 8 - wejściowego multipleksera można 
zrealizować funkcję czterech zmiennych.   

 
Tablica funkcji 

 

D   

Y   

 

CBA   

1   

CBA   

000 

0   

000 

001 

1   

001 

D 

011 

0   

011  /D 

010 

1   

010 

110 

1   

110 

111 

0   

111 

101 

0   

101 

100 

1   

100 

D 

background image

 

 

 

0

2

A

7

A

4

2

5

B

0

Y

0

1

1

A

3

A

6

1

C

D

7 4 0 4

1

2

 

 
 

 

Przy danych wartościach zmiennych A, B, C, funkcja może przyjmować wartości 0, 1, D lub /D; 
odpowiedni sygnał jest więc podawany na wejście multipleksera. 
 
Przykład 

 

4

3

2

1

4

3

2

1

x

x

x

x

x

x

x

x

y

 

 
Funkcję przełączającą przekształcamy w sposób przedstawiony poniżej.  
 

Iloczyn pełny wyrażenia 

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

 

czyli      

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

2

1

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

y

 

 
Stosując znany algorytm otrzymujemy 
 

1

3

D

   

4

3

2

x

x

D

      

4

3

1

x

x

D

 

 

4

3

4

3

0

x

x

x

x

D

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

0

1

2

3

X

3

4

X

1

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

1

2

background image

 

 

Schemat układu zrealizowanego przy użyciu multiplekserów  

 
 

 
 
 
 

 

Chcąc zrealizować kilka funkcji przełączających tych samych zmiennych (układ 

kombinacyjny wielowyjściowy), trzeba użyć osobnego multipleksera dla każdej funkcji. 

 

 

W tej sytuacji korzystniejszy może być układ zbudowany na bazie dekodera np. 

 
 
 
 
 

 
 

S Y

Y

Y

Y

C B A C B A C B A C B A

1

2

4

7

 

Z Y

Y

Y

Y

C B A C B A C B A C B A

3

5

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

5

1

2

1

7

A

0

0

3

A

2

4

6

S

Z

A

B

C

7420

1
2

4
5

6

7420

1
2

4
5

6

 

 

BA 

 

 

 

 

 

00  01  11  10 

 

00  01  10  01 

 

01  10  11  10