多路复用器:那是什么?(如何工作)| Electrical4Ubetway网页版 - betway网页版,betway必威体育精装版,必威亚洲体育

内容

什么是多路复用器?

一个多路复用器(有时拼写多路复用器而且也称为一个MUX)定义为一种组合电路，它从几个数据输入中选择一个并将其转发到输出。多路复用器的输入可以是模拟或数字。多路复用器也称为数据选择器。

多路复用器对于在一定的时间和带宽内通过网络传输大量数据是有用的。

构建的多路复用器晶体管和继电器被称为用于模拟应用的模拟多路复用器和由逻辑门构建的多路复用器被称为用于数字应用的数字多路复用器。多路复用器的逆称为a解复用器．

多路复用器做了什么？

在数字系统中，许多次需要从几个数据输入线中选择单个数据线，并且来自所选数据输入线的数据应在输出线上可用。该任务的数字电路是多路复用器。

多路复用器是一种数字电路，它选择n个数据输入中的一个并将其转发到输出。n个输入中的一个的选择是由选择输入完成的。为了从几个输入中选择一个，我们需要m个选择行，这样2个^米= n。

根据所选输入处应用的数字代码，n个数据输入中的一个将被选择并传输到单个输出。因此，一个多路复用器有最大2ⁿ数据输入行，' m '选择行，和一个输出行。

N-1-1多路复用器及其等效电路的框图如下图所示。

多路复用器如何工作？

多路复用器的工作原理类似于多输入单输出开关。在给定时刻，输出只连接到n个数据输入中的一个。因此，多路复用器是“多入一”，它作为一个模拟选择开关的数字等效。

多路复用器电路

有许多类型的多路复用器 - 类似于2-1，4到1，和8到1个多路复用器。每个人都有一个不同的电路，真相，布尔表达和工作原理。让我们逐一讨论每种类型的多路复用器。

2到1多路复用器

2到1多路复用电路

2比1多路复用器是具有两个数据输入D的数字多路复用器电路₀和D₁，一个选择线S和一个输出Y.实现我们需要的2到1个多路复用器电路2和盖茨，一个或门和A.不是门．

2对1多路复用器的框图、逻辑符号和开关电路类比如下图所示。

如图所示,维₀是与门中的一个应用输入，D₁是另一个和门的应用输入。选择输入S被施加到第二输入，作为第二输入，并将反转输入S施加到第一和门作为第二输入。AND闸门的输出被应用为或门的输入.2到多路复用器电路

2 ~ 1多路复用器工作原理

当S=0时，它直接作为第二个与门的输入，而倒S= 1则作为第一个与门的第二个输入。现在，我们知道对于AND门，如果任意一个输入为零，输出也为零。所以，第二个与门的输出是零。因为第一个与门的第二个输入是1，它的输出等于它的第一个输入，也就是Y = D₀．

当S=1时，正好相反。在这种情况下，第二个与门的输出等于它的第一个输入，即Y = D₁第一个与门输出为0。

因此，通过在选择输入S上应用逻辑' 0 '或逻辑' 1 '，我们可以选择适当的输入D₀或维₁电路就像单刀双掷(SPDT)开关。

2 ~ 1复用器真值表

下表显示了2对1多路复用器的真值表。

选择输入年代	数据输入 $d_0.$	数据输入 $D_1.$	输出Y.
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	1	1

2对1复用器真值表

这里，2输入多路复用器将两个1位源中的一个连接到公共输出，因此它产生了2到1个多路复用器。

2到1个多路复用器布尔表达式

从真值表中，我们可以写出布尔表达式用于2对1多路复用器的输出。

$\开始{对齐*}\{分裂}开始Y = S ^ -D_0D_1 + S ^ -D_0D_1 ^ - + SD_0 ^ -D_1 + SD_0D_1 \ \ = S ^数(D_1 + D_1 ^ -) + SD_1 (d0 + D_1 ^ -) \ \ Y = S ^数+ SD_1 \ \,(每\ \、\ \,补充\,\,法律\ \,(法律或\ \)\ \,也就是说,一个+ ^ - = 1)结束\{分裂}结束\{对齐*}$

用简单的符号

年代	Y
0	D₀
1	D₁

如上表所示，当选择输入S=0时，输出Y=D₀当S=1时，Y=D₁．我们可以增加要进一步选择的数据输入的数量，并且可以使用较小的2到1个多路复用器来实现更大的多路复用器电路。

方法也可以实现所有多路复用器NAND门．注意NAND和盖茨也不是一个通用门使用与非门和与非门可以实现任何数字电路。

4到1多路复用器

4至1多路复用器电路图

一个4对1多路复用器是一个数字多路复用器，有四个数据输入，两个选择线，和一个输出。为了实现一个4对1的多路复用电路，我们需要4个与门，一个或门和一个2个非门。

在一个4对1多路复用器中，四个输入D₀D₁D₂和D._3.，两个数据选择线，分别为S₀和S₁作为4输入代表 $2 ^ m$ ＝ $2 ^ 2$ ＝ $2$ 数据控制线路。这四个输入中的一个将根据选择线上的输入组合连接到输出。

4对1多路复用器的框图、逻辑符号和开关电路类比如下图所示。

4 ~ 1多路复用器工作原理

如果两个选择输入 $S_0 = 0$ ， $s_1 = 0.$ 那么最上面的AND门是启用的，所有其他的AND门是禁用的。所以，数据输入 $d_0.$ 被选中并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y =数$ ．

如果两个选择输入 $S_0 = 1$ ， $s_1 = 1$ 那么最底部的AND门是启用的，所有其他的AND门是禁用的。所以，数据输入 $D_3.$ 被选中并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y = D_3$ ．

4 ~ 1复用器真值表

下表显示了4对1多路复用器的真值表。

年代₀	年代₁	Y
0	0	D₀
0	1	D₁
1	0	D₂
1	1	D_3.

4至1多路复用器的真实表

这里，4输入多路复用器将四个1位源中的一个中的一个连接到公共输出，因此它产生了4到1个多路复用器。

4到1多路复用器布尔表达式

从真值表中，我们可以为输出编写布尔表达式。

$\{对齐*}开始Y = S_0 ^ -S_1 ^数+ S_0 ^ -S_1D_1 + S_0S_1 ^ -D_2 + S_0S_1D_3 \{对齐*}结束$

8到1多路复用器

8到1多路复用电路图

一个8对1多路复用器是一个数字多路复用器，有8个数据输入，3个选择线，和一个输出。为了实现一个8对1的多路复用电路，我们需要8个与门，一个或门和一个3个非门。

在8至1多路复用器中，八个输入D₀D₁D_2，D_3.D₄D₅D₆和D.₇，三个数据选择线，分别为S₀,年代₁和s₂8输入表示2^米= 2^3.数据选择行。在8- 1多路复用器中，特定输入线的选择由三条选择线控制。

8对1多路复用器的框图如下所示。

8 ~ 1多路复用器工作原理

如果所有三个选择输入 $S_0 = 0$ ， $s_1 = 0.$ ， $S_3 = 0$ 那么最上面的AND门是启用的，所有其他的AND门是禁用的。数据输入D₀被选中并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y =数$ ．

如果所有三个选择输入 $S_0 = 1$ ， $s_1 = 1$ ， $S_3 = 1$ 那么最底部的AND门是启用的，所有其他的AND门是禁用的。数据输入D₇被选中并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y = D_7$ ．

8 ~ 1复用器真值表

下表显示了8对1多路复用器的真值表。

年代₀	年代₁	年代₂	Y
0	0	0	D₀
0	0	1	D₁
0	1	0	D₂
0	1	1	D_3.
1	0	0	D₄
1	0	1	D₅
1	1	0	D₆
1	1	1	D₇

8对1复用器真值表

8到1复用器布尔表达式

从真相表中，我们可以为输出编写布尔表达式。

$\{对齐*}开始Y = S_0 ^ -S_1 ^ -S_2 ^数+ S_0 ^ -S_1 ^ -S_2D_1 + S_0 ^ -S_1S_2 ^ -D_2 + S_0 ^ -S_1S_2D_3 + \{对齐*}结束$

$\{对齐*}开始S_0S_1 ^ -S_2 ^ -D_4 + S_0S_1 ^ -S_2D_5 + S_0S_1S_2 ^ -D_6 + S_0S_1S_2D_7 \{对齐*}结束$

Arduino多路复用器

多路复用是一种非常有效的技术，可以控制以阵列或矩阵的形式连接在一起的许多组件——这对于Arduino来说也是正确的。这样的组件发光二极管，传感器，按钮和其他组件中的任何组件最好的Arduino初学者工具包．

多路复用器IC的配置到Arduino在下图中示出。在这里，我们使用了8通道74HC4051多路复用器IC。

多路复用IC 74HC4051对Arduino的配置:

+ V_CC用作IC，它连接到Arduino的5V供电销。

$E ^ -$ 是使能引脚，-V_EE.为负电源电压引脚，GND引脚接Arduino的GND引脚。(注意, $E ^ -$ 一般是有源的低端，这意味着当芯片连接到GND时，它将使能芯片。如果我们将其连接到5V电源，它将禁用多路复用芯片，并给出输出Y=0，不管任何输入条件。)

控制引脚S₀,年代₁和s_3.控制输出，连接Arduino的2、3、4引脚。

输出Y连接到Arduino的任何数字输入引脚6到12，如果芯片的输入是数字的。但如果芯片的输入是模拟的，则输出引脚连接到A模拟输入引脚₀到一个₅Arduino。

这里，到多路复用器的输入可以是传感器，按钮或电位计．请注意，多路复用器的输入可以是模拟或数字。有些人更喜欢使用Raspberry Pis而不是Arduinos。如果你不确定，你可能想了解一下Arduino vs Raspberry Pi．

多路复用器集成电路（IC）

下表列出了可用的多路复用集成电路(ic)、它们的功能和输出状态。

集成电路数字	函数	输出状态
74150	16:1多路复用器	倒输出
74151	8：1多路复用器	倒输出
74153	双4倍多路复用器	输出等于输入
74352	双4倍多路复用器	倒输出
74157	四2比1多路复用器	输出等于输入
74158	四2比1多路复用器	倒输出

什么是复用器树或链接复用器?

具有更大输入数的多路复用器可以通过具有更少输入数的两个或多个多路复用器级联而获得。

换句话说，可以通过将较小的多路复用器链接在一起来构造较大的多路复用器。这称为多路复用器树或链接多路复用器。

例如，可以通过级联两个4-1和一个2到1个多路复用器来构造8至1多路复用器。两个4-1多路复用器的输出给出了2到1个多路复用器，在4对1多路复用器上的选择线路，并行地提供给3的总数为3，这是等效的到8比1的多路复用器。让我们看看一个例子。

示例:使用两个4对1多路复用器获得一个8对1多路复用器

解决方案:

两个4至1多路复用器的级联导致8到1个多路复用器，如下图所示。
有8个数据输入是d₀到D_7。
选择输入S₀和S₁两者的4对1多路复用器是并联连接，而第三选择输入S₂用于一次启用一个多路复用器。
选择输入年代₂直接连接MUX-1的Enable(E)端，而S₂^{- - - - - -}连接MUX-2的使能终端。
两个多路复用器的输出都连接到OR门以获得最终输出Y。

8 To 1 Multiplexer通过两个4 To 1复用器级联 — 8到1多路复用器通过级联两个4到1多路复用器

真值表如下表所示。我们得到了输出 $d_0.$ ， $D_1.$ ， $D_2.$ , $D_3.$ 启用MUX-1时 $D_4.$ ， $D_5.$ ， $D_6.$ , $D_7.$ 当Mux-2启用时。

年代₀	年代₁	年代₂	Y
0	0	0	D₀
0	0	1	D₁
0	1	0	D₂
0	1	1	D_3.
1	0	0	D₄
1	0	1	D₅
1	1	0	D₆
1	1	1	D₇

多路复用器的优点

多路复用器的一些优点包括:

多路复用器减少了使用的电线数量。因此，它降低了电路的复杂性和总成本。
多路复用器提高了数字系统的可靠性，因为它减少了外部有线连接的数量。
我们可以用MUX实现多种组合电路。
多路复用器简化了逻辑设计。
多路复用器不需要k-maps(卡诺图)并简化。

多路复用器的应用

多路复用器的一些应用包括:

通信系统

多路复用器被用作数据选择器，在通信系统中从许多数据输入中选择一个，以在同一时刻传输各种类型的数据(音频、视频等)。因此，它通过允许多种类型的数据进入单一，从而提高了通信系统的效率输电线路．

电话网络

在电话网络中，多路复用器可用于将多个音频信号传输到单个通道中。

计算机记忆

在计算机内存中，多路复用器被用来实现大量的数据，同时也减少了连接内存到计算机其他部分所需的铜线数量。

从计算机系统传输到卫星

多路复用器还利用“GPS”(全球定位系统)和“GSM”(全球移动通信系统)将数据从航天器或卫星的计算机系统传送到地球。

其他一些应用包括:

多路复用器可用于实现组合逻辑电路，如时间复用系统和频率复用系统，A / D和D / A转换器．
多路复用器可用于实现多变量布尔函数。
多路复用器用于数据采集系统。