Для увеличения числа каналов мультиплексоров-демультиплексоров  можно применить объединение выходов различных микросхем между собой. На рис. 9 приведена схема соединения двух микросхем для получения двух восьмиканальных мультиплексоров - демультиплексоров. Код, подаваемый на входы 1, 2, 4, определяет, какой из входов ХО - Х7, YO - Y7 будет соединен с выходами Х и Y.

Рис. 9. Два мультиплексора на 8 входов.

Для получения  большего числа каналов входами  стробирования микросхем КП1 следует  управлять от дешифратора КР1561ИД7, через инверторы от дешифраторов КР1561ИД6, К561ИД1 (рис. 10) или от счетчиков К561ИЕ8 или К561 ИЕ9.

Рис.10. Два мультиплексора на 16 входов.

Если  необходим один мультиплексор-демультиплексор  на большее число входов, возможно последовательное соединение микросхем. На рис. 11 приведена схема последовательного включения микросхем для организации устройства на 8 каналов, на рис. 12 -на 16 каналов.

Рис.11. Мультиплексор на 8 входов.

Рис. 12. Мультиплексор на 16 входов.

Вторую  ступень мультиплексирования можно  выполнить на микросхемах К176КТ1, К561КТЗ или КР1561КТЗ. Для примера на рис. 13 приведена схема мультиплексора-демультиплексора на 8 каналов. Если необходимо мультиплексирование лишь цифровых сигналов, вторая ступень мультиплексора может быть выполнена на микросхеме К561ЛС2, при этом вход стробирования S должен быть соединен с общим проводом (рис. 14).

Рис. 13. Мультиплексор на 8 входов.

Рис. 14. Цифровой мультиплексор на 8 входов.

Одну  микросхему К561 КП1 или КР1561 КП1 можно  использовать как четыре ключа, управляемых  двухразрядным кодом (рис. 15). В зависимости от кода, поданного на входы 1 и 2, могут быть соединены выводы Х0 и Y0, XI и Y1 и т. д.

Рис. 15. Микросхема К561КП1 в качестве четырех  ключей.

Микросхемы К561КП2 и КР1561КП2 - восьмиканальные мультиплексоры-демультиплексоры (рис. 16), их характеристики, назначение выводов, способы включения такие же, как микросхем К561 КП1 и КР1561КП1 (табл.2).

Рис. 16. Микросхема К561КП2.

Табл.2

 

 

Микросхемы  КП1 и КП2 могут быть использованы в устройствах динамической индикации, для опроса различных датчиков цифровых и аналоговых сигналов, в качестве дешифраторов, для распределения  сигналов, принятых по одному проводу, по различным потребителям.

1.5. Пример применения.

Интересным  применением мультиплексоров является генерация произвольной функции  входного кода. Для примера на рис. 17 приведена схема генерации сигнала, равного лог. 1 для входных кодов, соответствующих десятичным числам 1,3,5,7,8,10 и 12, и лог. 0 для входных кодов 2, 4, 6, 9 и 11. Такой генератор может использоваться в электронном календаре для определения числа дней в текущем месяце - лог. 1 соответствует 31 дню, лог. 0-30 дням (кроме февраля). Нетрудно видеть, что один мультиплексор на К входов позволяет построить генератор произвольной функции от одного входного кода, принимающего К значений, а мультиплексор и инвертор - функцию на 2К значений входного кода. В данном примере (рис. 17) используется мультиплексор на 8 входов, входной код принимает 12 значений, остальные четыре значения не используются.

Рис.17. Генератор электронного календаря.

Отметим, что генерацию указанной функции  для календаря можно осуществить  значительно проще - при помощи одного элемента «Исключающее ИЛИ» из микросхем К176ЛП2, К561ЛП2 или КР1561ЛП2 (рис. 18).

Рис. 18. Простейший вариант генератора электронного календаря.

 

2. Демультиплексоры.

2.1 Общие сведения.

Демультиплексорами  называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам.

Демультиплексор можно построить на основе точно  таких же схем логического "И", как и при построении мультиплексора. Существенным отличием от мультиплексора является возможность объединения  нескольких входов в один без дополнительных схем. Однако для увеличения нагрузочной способности микросхемы, на входе демультиплексора для усиления входного сигнала лучше поставить инвертор.

Схема демультиплексора приведена на рисунке 19. В этой схеме для выбора конкретного выхода демультиплексора, как и в мультиплексоре, используется двоичный дешифратор.

Рис. 19. Принципиальная схема демультиплексора, управляемого двоичным кодом.

Однако  если рассмотреть принципиальную схему  самого дешифратора, то можно значительно  упростить демультиплексор. Достаточно просто к каждому логическому элементу 'И', входящему в состав дешифратора просто добавить ещё один вход – In. Такую схему часто называют дешифратором с входом разрешения работы.

Условно-графическое  изображение демультиплексора приведено на рисунке 6.

Рис. 20. Условно графическое обозначение демультиплексора с четырьмя выходами.

 

В этом обозначении вход In обозначен как вход E, а выходы не названы никак, оставлены только их номера.

В МОП  микросхемах не существует отдельных микросхем демультиплексоров, так как МОП мультиплексоры, описанные ранее по информационным сигналам не различают вход и выход, т.е. направление распространения информационных сигналов, точно также как и в механических ключах, может быть произвольным. Если поменять входы и выход местами, то КМОП мультиплексоры будут работать в качестве демультиплексоров. Поэтому их часто называют просто коммутаторами.

 

3. Проектирование  мультиплексора и  демультиплексора.

3.1. Мультиплексор.

Проектирование  реализовано в программе Electronic Workbench.

     

Рис.21 - Схема мультиплексора

 

Синтез мультиплексора. Количество рабочих входов Nраб=2^Nадрес.

Табл.3 (Таблица  истинности)

y=x0^*x1^*x2^*i0 + x0^*x1^*x2*i1 + ... +  x0*x1*x2*i7

На рисунке 22 приведена временная диаграмма  работы мультиплексора.

Рис.22 - Диаграмма работы мультиплексора

 

3.2. Демультиплексор.

Рис. 23 - Схема демультиплексора

Как уже  говорилось выше, демультеплексор выполняет операцию обратную мультиплексору, т.е. преобразует передоваемый последовательный сигнал в парралельную комбинацию сигналов.

Таблица 4(Таблица истинности)