Исследование мультиплексора

Лабораторная работа №6

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование функционирования мультиплексора в качестве электронного коммутатора и универсального логического элемента.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цифровые многопозиционные переключатели, или коммутаторы, называют мультиплексорами. Они позволяют коммутировать (передавать) сигналы от одного из нескольких источников цифровой информации к единственному приемнику информации. Поэтому мультиплексоры имеют несколько информационных входов и только один выход. Для выбора нужного источника информации мультиплексоры имеют адресные входы. Если мультиплексор имеет n адресных входов, то он может иметь не более 2n информационных входов. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал, поэтому иногда их называют селекторами или селекторами-мультиплексорами.

Мультиплексоры могут осуществлять преобразование параллельных цифровых кодов в последовательные, а также применяться в качестве универсальных логических элементов. Они различаются по числу входов, по способам адресации, наличием дополнительных входов разрешения и различных выходов (прямых и инверсных).

Микросхема КП7 представляет собой восьмиканальный мультиплексор со стробированием (рис.1).

Рисунок 1.

Условное обозначение и цоколевка (нумерация выводов) микросхемы КП7 приведены на рис. 1, а состояния даны в табл. 1.

Таблица 1

Входы	Выходы
Адрес	E	Y	Y
A2	A1	A0
X	X	X
				D1	D1
				D2	D2
				D3	D3
				D4	D4
				D5	D5
				D6	D6
				D7	D7

Этот мультиплексор имеет три адресных входа А0...А2 (А0 - вход младшего разряда адреса; А2 - вход старшего разряда адреса) и восемь информационных входов D0...D7 (с адресами 0... 7 соответственно).

Кроме того, у него имеется дополнительный вход разрешения Е (активный уровень — низкий) и комплементарные выходы Y и Y.

Селектор КП7 позволяет коммутировать данные от восьми информационных входов на общую выходную линию. Например, для передачи на выход данных от информационного входа D6 на адресных входах следует установить код адреса этого входа равный шести (110).

Если на входе Е мультиплексора КП7 действует напряжение высокого уровня, то напряжение на выходе Y — высокого, а на Y — низкого уровня. Если на входе Е действует напряжение низкого уровня, то данные с выбранного информационного входа проходят на выход (табл. 10). Временные диаграммы входных и выходных сигналов для случая передачи Информации со входов D0...D3 при сигнале на входе Е равном нулю показаны на рис.2.

Рисунок 2

На рис. 3 приведена схема универсального логического элемента на микросхеме КП7. Этот логический элемент имеет три входа (А, В и С) и согласно схеме выполняет логическую функцию, которая описывается табл. 2. Для изменения выполняемой функции необходимо подключить входы D0... D7 к нужным логическим уровням.

Рисунок 3

Таблица 2

A	B	C	Y

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

В работе используйте микросхему К155КП7.

1. Применение мультиплексора КП7 на 8 каналов в качестве электронного коммутатора

1.1.Зарисуйте схему, показанную на рис. 4. Присоедините в этой схеме к заданным преподавателем информационным входам ГВЧ, ГНЧ и источники ЛУ. Проставьте на входах и выходах мультиплексора номера выводов. Выберите источники ЛУ, которые Вы будете использовать, и проставьте их номера на схеме.

Рисунок 3 Рисунок 4

1.2. Соберите схему, показанную на этом рисунке.

1.3. Подайте на вход Е сигнал, разрешающий передачу данных. Поочередно передайте сигналы ГНЧ и ГВЧ на выход мультиплексора. Контролируйте входные и выходные сигналы осциллографом. Зарисуйте полученные временные диаграммы входных и выходных сигналов (см. рис. 5). Убедитесь в правильности полученных результатов.

2. Применение мультиплексора КП7 в качестве универсального логического элемента

2.1. Зарисуйте схему, показанную на рис. 6.

Рисунок 6

2.2. Проставьте на входах и выходах мультиплексора номера выводов. Выберите источники ЛУ, которыми Вы будете пользоваться и проставьте их номера на схеме.

Таблица 3

A	B	C	Y

2.3. Зарисуйте таблицу истинности логического элемента с заданными преподавателем значениями выходной функции (см. табл. 3). Проставьте в схеме на информационных входах мультиплексора необходимые сигналы.

2.4. Соберите схему, показанную на этом рисунке.

2.5. Подайте нужные сигналы на входы мультиплексора и продемонстрируйте его работу как логического элемента, выполняющего заданную преподавателем таблицу истинности (см. табл. 3). Контролируйте входные и выходные сигналы светодиодными индикаторами или осциллографом. Убедитесь в правильности полученных результатов.

5. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет оформляется в тетради и должен содержать рукописный текст и построенные от руки графики. Отчет включает тему работы, её цель, основную часть и выводы.

В основной части отчета должны быть отражены:

- исследуемые схемы;

- таблицы истинности мультиплексора КП7 и заданного логического элемента;

- временные диаграммы работы мультиплексора;

- сравнение экспериментальных данных с результатами теоретического анализа.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Сколько информационных входов может иметь мультиплексор с двумя адресными входами?

2. Какие сигналы необходимо подать на адресные входы мультиплексора КП7, чтобы передавать информацию с информационного входа D3 на выход?

3. Как запретить мультиплексору КП7 передавать информацию на выход?

4. Сколько информационных и адресных входов должен иметь мультиплексор для выполнения функции четырех переменных?

5. Как можно использовать мультиплексор КП7 для преобразования параллельного кода в последовательный?