Структура демультиплексора на элементах и реализующая уравнение 16 входов на 3 выхода (8 видео)

Принципы построения и работа демультиплексора

При передаче данных по общему каналу с разделением во времени нужны не только мультиплексоры, но и устройства обратного назначения, распределяющие данные из одного канала между несколькими приемниками информации. Такая задача реализуется с помощью демультиплексоров.

Демультиплексор имеет всего один информационный вход D, п адресующих входов и 2″ выходов (n-разрядность используемого кода).

Демультиплексором (распределителем) называется функциональный узел, управляемый кодом и обеспечивающий распределение информации с одного входа на несколько выходов. Демультиплексор в соответствии с принятым адресом направляет информацию, поданную на вход D, только на один из выходов. На остальных же выходах в этот момент времени информация отсутствует.

Рассмотрим принцип построения и логику работы демультиплексора «из 1 в 4» (информация распределяется на 4 выхода). Так как число выходов 4, то необходимо использовать 2-х разрядный адресный код (2 2 ). Согласно определению составим таблицу истинности (табл. 4.9).

По каждому из выходов F, запишем БФ в СДНФ и преобразуем их для реализации в базисах различных ЛЭ:

Схема демультиплексора на ЛЭ ИЛИ-HE и его УГО приведены на рисунке 4.23.

В зависимости от кодовой комбинации на адресных входах AiA₀ информационный сигнал D подключается к соответствующему выходу Fj. Действительно: пусть Ai=A₀=l и D=l, тогда все выходные сигналы (кроме F₃) равны О, a F₃=D=1. При этой же комбинации, но D=0 все Fi=0. Однако значащий ноль (4- я строка таблицы) следует учитывать по выходу с адресом 11, т.е. на F₃.

Схему реализации демультиплексора в минимальном базисе И-НЕ рекомендуется построить самостоятельно.

Отличительной особенностью демультиплексора является возможность его использования в качестве линейного дешифратора. Для этой цели достаточно на вход D подать 1, а адресные входы использовать для подачи комбинаций в параллельном коде. При введенных допущениях простой анализ работы схемы, приведенной на рисунке 4.23, подтверждает отмеченную особенность.

Рис.4.23 Схема демультиплексора на ЛЭ ИЛИ-HE и его УГО

Способы расширения возможностей демультиплексора Если требуется обеспечить распределение входного сигнала на большое число выходов, используется каскадное соединение нескольких демультиплексоров с малым числом выходов — демультиплексорное дерево (рис. 4.24)

Рис. 4.24 Демультиплексорное дерево

Мультиплексоры и демультиплексоры имеются в ряде серий ИМС. Например:

561КП1 — 2-х разрядный MUX-DMUX «4 1/1 4»;
564КП2 — 3-х разрядный MUX-DMUX «8 1/1 8».
103

Рассмотренные функциональные узлы находят широкое применение в ЦСПИ. Мультиплексоры и демультиплексоры можно использовать для одновременной передачи многоразрядных чисел, осуществлять сдвиг многоразрядного числа на один разряд вправо или влево.

Реализация таких несвойственных функций становится возможной при параллельном включении нескольких мультиплексоров и демультиплексоров. Такой способ сдвига чисел широко используется в микропроцессорах, умножителях и ряде других устройств. Из рассмотренного следует, что мультиплексоры и демультиплексоры обладают функциональной универсальностью. Последнее свойство определило их роль и место в ЦСПИ.

Содержание

Контрольно-измерительный материал по ОП.07 Основы микропроцессорных систем управления в энергетике. 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий методическая разработка
Скачать:
Предварительный просмотр:
Мультиплексоры и демультиплексоры
📹 Видео

Видео:Шифраторы, дешифраторы. Назначение, принцип работы, типовые схемы.Скачать

Контрольно-измерительный материал по ОП.07 Основы микропроцессорных систем управления в энергетике. 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий
методическая разработка

Комплект контрольно- измерительных материалов по дисциплине ОП. 07 «Основы микропроцессорных систем управления в энергетике»

разработан на основе рабочей программы по указанной дисциплине специальности 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

Видео:Лекция 91. МультиплексорСкачать

Скачать:

Вложение	Размер
kim_op.07.docx	55.62 КБ

Видео:Мультиплексоры и демультиплексорыСкачать

Предварительный просмотр:

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«БЕЛГОРОДСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

для проведения промежуточной аттестации в форме дифференцированного зачета

в рамках программы подготовки специалистов среднего звена

по дисциплине ОП. 07 Основы микропроцессорных систем управления в энергетике

08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

Белгород, 2020 г

Организация-разработчик: Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Белгородский строительный колледж»

Аристова Виктория Андреевна, преподаватель ОГАПОУ «БСК».

Рекомендовано методическим советом ОГАПОУ «БСК»

Протокол № ___ от_______________ 20__ г.

Рассмотрено на заседании предметно-цикловой комиссии по направлению «Техника и технология строительства» и «Машиностроения»

Протокол № ___ от_______________ 20__ г.

Председатель предметно-цикловой комиссии

ПАСПОРТ КОМПЛЕКТА КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2. ТРЕБОВАНИЯ К ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОМУ ЗАЧЕТУ.

3. ОЦЕНКА ОСВОЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА ДИСЦИПЛИНЫ.

I.Паспорт комплекта контрольно-измерительных материалов

1. 1. Область применения комплекта контрольно-измерительных материаловдисциплины ОП. 07 Основы микропроцессорных систем управления в энергетике.

Комплект контрольно-измерительных материаловпредназначендля оценки результатов освоения дисциплины «Основы микропроцессорных систем управления в энергетике»

1.2.Результатом освоения дисциплины является

ОК01– ОК07, ОК09- ОК10

составлять функциональные и структурные схемы управления различными электроэнергетическимиобъектами;
выбирать средства технической реализации микропроцессорных системуправления;

— программировать микропроцессорные системы управления на основе ПЛК широкого применения .

— основные электроэнергетические объекты, для которых актуально применение микропроцессорных систем управления (МСУ);

— функциональные и структурные схемы объектов и систем;

— принципы цифровой обработки информации;

принципы построения микропроцессорных устройств обработки информации и программируемых логических контроллеров;
типовые конфигурации микропроцессорных систем управления исистем обработки данных, применяемых на электроэнергетическихобъектах;
структуру и принципыорганизации программного обеспечения микропроцессорных устройств обработки информации и программируемыхлогических

ТРЕБОВАНИЯ К ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОМУ ЗАЧЕТУ.

В конце пятого семестра предусмотрен дифференцированный зачет.

Оценка дифференцированного зачета состоит из результатов текущей успеваемости (80%), результата решения теста (10%), результата ответа на теоретический вопрос (10%)

3. ОЦЕНКА ОСВОЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Задания для оценки.

3.1.1. Письменный ответ на теоретический вопрос. Дляосвоения выше перечисленных компетенций каждый студент обязан ориентироваться в теоретических вопросах по разделам дисциплины «Основы микропроцессорных систем управления в энергетике»:

1. Мультиплексоры. Демультиплексоры.

1. Обобщенная схема мультиплексора. Функционирование мультиплексора на четыре входа и один выход(4→1) .

2. Пирамидальное каскадирование мультиплексоров. Обобщенная схема

3. Структура демультиплексора на элементах И, реализующая уравнение 16 входов на 3 выхода (16→3).

4. Одноразрядный сумматор на два входа .

5. Одноразрядный сумматор на три входа .

6. Сумматор (чисел) последовательного действия.

7. Сумматор (чисел) параллельного действия.

8. Общие сведения о регистрах.

9. Функциональная схема приема и передачи кода из одного регистра в другой.

10. Функциональная схема сдвигающего регистра,

выполненного на двухтактных D-триггерах.

11. Схема четырехразрядного реги- стра сдвига на RS-триггерах.

4. Счетчики импульсов

12. Основные определения и виды счетчиков.

13. Суммирующий счетчик.

14. Вычитающий счетчик.

15. Реверсивный счетчик.

5. Запоминающие устройства

16. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

17. Функциональная схема ОЗУ на 64 бита с адресной организацией выборки.

18. Постоянные ЗУ.

6. Основы микропроцессорных систем

19. Характеристика микропроцессоров.

20. Технологии изготовления.

21. Виды аналого-цифровых преобразователей и их особенности.

22. Основные характеристики АЦП.

23. Принципы построения АЦП .

24. Интегральные микросхемы АЦП.

25. Назначение классификация и основные параметры ЦАП.

26. Принципы построе- ния ЦАП.

27. Принципы построе- ния ЦАП.

7. Программное обеспечение (ПО) МСУ.

28. Операционные системы реального времени, коммуникационное ПО, при-

29. Структура ПО МСУ.

31. Особенности функционирования ПО в режиме реального времени.

8. Программное обеспечение OWEN Logic

32. Основные характеристики.

33. Принцип выполнения коммутационной программы.

34. Элементы управления программы.

35. Создание нового проекта и его сохранение.

9. Программируемые логические реле ONI PLR-S

36. Варианты исполнения.

37. Технические характеристики.

38. Схемы подключения.

3.2.1 В случае устных ответов на теоретические вопросы

«5» — четкий ответ на поставленный вопрос с пояснениями, необходимыми формулами, сравнительными характеристиками, возможными вариантами решения и т.д.; «4» — ответ на поставленный вопрос без глубокого анализа сути вопроса; «3» — поверхностный ответ на поставленный вопрос; «2» — отсутствие ответа(0%)

4.1. Задания для оценки.

4.1.1. Письменный ответ на тест. Дляосвоения выше перечисленных компетенций каждый студент обязан ориентироваться в теоретических вопросах по разделам дисциплины «Основы микропроцессорных систем управления в энергетике»:

Выберите правильный ответ (один или несколько)

Изучение архитектуры МП обычно начинают со знакомства с:

Видео:Лекция 94. Применение мультиплексораСкачать

Мультиплексоры и демультиплексоры

Цель работы: практическое освоение принципов построения мультиплексоров и демультиплексоров и экспериментальное их исследование на лабораторном стенде.

Мультиплексор – это комбинационная многовходовая схема с одним выходом. Входы мультиплексора подразделяются на информационные Д0, Д1, …, Дn-1 и управляющие (адресные) А0, А1, …, Аk-1. Обычно 2k = n, где k и n – число адресных и информационных входов соответственно. Двоичный код, поступающий на адресные входы, определяет (выбирает) один из информационных входов, значение переменной с которого передается на выход y, т. е. мультиплексор реализует функцию:

, если (1)

Таблица функционирования, описывающая работу мультиплексора, имеющего, например, n = 4 информационных (Д0, Д1, Д2, Д3) и k = 2 адресных (А0, А1) входов, представлена в табл. 1.

Вариант схемной реализации мультиплексора “4-1” (“четыре в один”, т. е. коммутирующего данные от одного из четырех входов на единственный выход) и его условное графическое изображение представлены на рис. 1.

Здесь мультиплексор построен как совокупность двухвходовых конъюкторов данных (их число равно числу информационных входов), управляемых выходными сигналами дешифратора, дешифрирующего двоичный адресный код. Выходы конъюкторов объединены схемой ИЛИ.

Рис. 1. Схема мультиплексора с дешифратором (а)

и и его условное графическоеизображение

В интегральном исполнении применяется более простая схема, в которой конъюкторы дешифратора одновременно выполняют и функцию конъюкторов данных. Работа мультиплексора при этом описывается соотношением

(2)

Из (2) следует, что при любом значении адресного кода все слагаемые, кроме одного равны нулю. Ненулевое слагаемое равно Дi, где i – значение текущего адресного кода.

В соответствии с этим соотношением строятся реальные схемы мультиплексоров, одна из которых для мультиплексора “четыре в один” приведена на рис. 2. Как правило, схема дополняется входом разрешения работы – Е (показан пунктирной линией). При отсутствии разрешения работы (Е=0) выход у становится нулевым и не зависит от комбинации сигналов на информационных и адресных входах мультиплексора.

Мультиплексоры 4-1, 8-1, 16-1 выпускаются в составе многих серий цифровых интегральных схем и имеют буквенный код КП. Например, К555КП1 – мультиплексор 2-1 (в данном корпусе размещаются четыре мультиплексора), К555КП12 – мультиплексор 4-1 (в одном корпусе размещаются два мультиплексора) и т. д.

В тех случаях, когда функциональные возможности ИС мультиплексоров не удовлетворяют разработчиков по числу информационных входов, прибегают к их каскадированию с целью наращивания числа входов до требуемого значения. Наиболее универсальный способ наращивания размерности мультиплексора состоит в построении пирамидальной структуры, состоящей из нескольких мультиплексоров. При этом первый ярус схемы представляет собой столбец, содержащий столько мультиплексоров, сколько необходимо для получения нужного числа информационных входов. Все мультиплексоры этого столбца коммутируются одним и тем же адресным кодом, составленным из соответствующего числа младших разрядов общего адресного кода. Старшие разряды адресного кода используются во втором ярусе, мультиплексор которого обеспечивает поочередную работу мультиплексоров первого яруса на общий выход.

Пирамидальная схема, выполняющая функцию мультиплексора “16-1” и построенная на мультиплексорах “4-1”, показана на рис. 3.

Демультиплексор – схема, выполняющая функцию, обратную функции мультиплексора, т. е. это комбинационная схема, имеющая один информационный вход (Д), n информационных выходов (у0, у1, …, уn-1) и k управляющих (адресных) входов (А0, А1, …, Аk-1). Обычно, также как и мультиплексоров, 2k = n. Двоичный код, поступающий на адресные входы, определяет один из n выходов, на который передается значение переменной с информационного входа (Д), т. е. демультиплексор реализует следующие функции:

Таблица функционирования демультиплексора, имеющего n = 4 информационных выходов (у0, у1, у2, у3) и k = 2 адресных входов (А0, А1), представлена в табл. 2.