什么是多路分解器(Demux)?

在本教程中,我们将了解一个名为Demultiplexer的有趣的数字逻辑电路,也称为Demux。了解多路分解器的内容,什么是常用的解码配置,如1-to-2,1到4,1对8,也是多路分解器的一些应用。

介绍

在上一个教程中,我们了解到了多路复用器或者只是MUX。多路复用器是一种简单的组合逻辑电路,它从许多输入中选择一个并通过单个输出。MUX是负责多路复用的设备。

解复用器的动作或操作与多路复用器的动作或操作完全相反。作为MUX的逆,Demux是一对多电路。通过使用解复用器,可以将来自一个输入的数据传递到多个输出数据线中的一个。

多路分解器主要用于布尔函数发生器和解码器电路。不同的输入/输出配置多路分解器以单个集成电路(ICS)的形式提供。

此外,存在级联两个或多个DEMUX电路的设施,以产生多个输出多路分解器。让我们在本教程中简要了解多路分解器及其类型。

什么是解复用器?

从一个输入中获取信息并在多个输出中传送同一信息的过程称为解复用。如果您还记得多路复用器教程,我们在那里讨论了多路复用的概念。多路分离正好相反。

多路分解器是组合逻辑电路,其接收单个输入线上的信息,并通过'N'可能的输出线中的一个发送相同的信息。

为了选择特定的输出,我们必须使用一组选择线和这些选择线的比特组合来控制特定输出线的选择以连接到给定的即时的输入。下图说明了多路分解器的基本思想,其中在给定的瞬间可以将输入切换到四个输出中的任何一个。

解复用器原理

如果多路复用器称为数据选择器,则多路分解器称为数据分发器,因为它们发送相同的数据,该数据在输入到不同目的地。

因此,解复用器是一个1到n的设备,而多路复用器是一个n到1的设备。下图显示了解复用器或简单的DEMUX的框图。

它由1个输入线,'n'输出线和'm'选择线组成。在此,M选择行必须生成2m可能的输出线(考虑2m= n)。例如,1到4的解复用器需要2 (22= 4)选择线路以控制4个输出线。

解复用器框图

基于输出配置,有几种类型的多路分解器,例如1:2,1:4,1:8和1:16。

这些可在不同的IC包和一些最常用的解复用器IC包括74139(双1:4 DEMUX), 74138 (1:8 DEMUX), 74237 (1:8 DEMUX with Address Latches), 74154 (1:16 DEMUX), 74159 (1:16 DEMUX开放式收集器类型),等等。

注意:多路分解器IC也称为解码器IC。例如,74159是一个4线到16行解码器IC。

1 - 2信号分离器

1比2的多路分解器包括一个输入线,两个输出线和一个选择线。选择行上的信号有助于将输入切换到两个输出之一。下图显示了具有附加启用输入的1到2解复用器的框图。

在该图中,只有两种可能的方法可以将输入连接到输出线,因此只有一个选择信号足以进行多路分解操作。When the select input is LOW, then the input will be passed to Y0 and if the select input is HIGH, then the input will be passed to Y1.

1到2 Demux

1比2解复用器的真相表如下所示,其中输入根据选择输入S的值路由到Y0和Y1。

S. D. y1. y0.
0. 0. 0. 0.
0. 1 0. 1
1 0. 0. 0.
1 1 1 0.

我们可以为输出导出的布尔表达式如下:

假设s是选择输入,d是数据输入,y0和y1是1-t到2多路分解器的输出。From the above table, the output Y0 is active when the combination of select line and input line are active low and high respectively, i.e.,S d = 0 1

因此,输出y0的表达式是

Y0 =S.D.

Similarly, the output Y1 is active when the combination of select line and input line are active high, i.e.,s d = 1 1

因此,输出y0的表达式是

y = s d

根据上面的真值表和导出的布尔表达式,可以使用两个and门和一个NOT门来设计1- 2解复用器的逻辑图如下图所示。当选择线S = 0时,第一个AND门(A1)被启用,而第二个AND门(A2)被禁用。

然后,来自输入的数据流到输出线Y0。类似地,当S = 1时,第二和栅极(A2)被使能,并且禁用第一和门(A1),因此数据被传递给Y1输出。

1到2个Demux逻辑图

1到4信号分离器

1至4个多路分解器具有单个输入(d),两个选择线(S1和S0)和四个输出(Y0至Y3)。输入数据在给定时间内转到四个输出中的任何一个,用于选择线的特定组合。

这种解复用器也称为2- 4解复用器,这意味着它有两条选择线和4条输出线。1:4的DEMUX框图如下所示。

1到4 Demux

下面给出这种多路分解器的真实表。从真相表清楚,当S0 = 0和S1 = 0时,数据输入连接到输出Y0,当S0 = 0和S1 = 1时,数据输入连接到输出Y1。

类似地,其他输出连接到选择线的其他两个组合的输入。

S1 S0. D. Y3. Y2. y1. y0.
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
0. 0. 1 0. 0. 0. 1
0. 1 0. 0. 0. 0. 0.
0. 1 1 0. 0. 1 0.
1 0. 0. 0. 0. 0. 0.
1 0. 1 0. 1 0. 0.
1 1 0. 0. 0. 0. 0.
1 1 1 1 0. 0. 0.

从上面的真值表,我们可以推导出输出的布尔表达式如下:

Y0 =S1S0.D.

日元=S1S0 D.

Y2 = S1S0.D.

Y3 = S1 S0 D.

其中D是输入数据,Y0到Y3是输出行,S0和S1是选择行。

从上面的布尔表达式,可以通过使用四个3输入和栅极和两个不栅极来实现1到4个多路分解器,如下图所示。两个选择线一次启用特定和门。另外,存在启用/选通输入,其充当全局使能输入I.E.,仅当“E”位高时,输出仅处于活动状态。

因此,根据选择输入的组合,将输入数据通过所选择的门来关联输出。

1到4个Demux逻辑图

This type of demultiplexer is available in integrated circuit form as IC 74139. It one of the most commonly used demultiplexer ICs and it is a dual 1-to-4 demultiplexer IC i.e., it contains two independent 1-to-4 demultiplexer blocks in one IC. Each DEMUX accepts two binary inputs as select lines and four mutually exclusive active-low outputs.

两种多路分解器都有单独的选择线条,因此它们可以充当真正独立的解码。此外,每个多路分解器包括专用使能引脚,它可以充当解复用器操作的数据输入。使能引脚很低。

IC 74139 1-to-4多路分解器解码器

输出为active LOW,即默认为HIGH。所以,如果Enable引脚是HIGH,所有输出都是HIGH,如果Enable是LOW,那么根据选择引脚,只有相应的输出引脚变成LOW。

1至8信号分离器

下图是1到8分复用器的框图,它由单输入D,三个选择输入S2, S1, S0和8个输出Y0到Y7组成。

由于其三个选择输入线和8个输出线,它也被称为3到8个多路分解器。根据选择输入的组合,它将一个输入线分配到8个输出线中的一个。

1 ~ 8 Demux

1至8个多路分解器的真相表如下所示。输入'D'基于选择线S2,S1和S0与来自Y0至Y7的八个输出之一连接。

例如,如果S2 S1 S0 = 0 0 0,则输入D连接到输出Y0,以此类推。

S2 S1 S0. y7. y6. y5. Y4. Y3. Y2. y1. y0.
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. D.
0. 0. 1 0. 0. 0. 0. 0. 0. D. 0.
0. 1 0. 0. 0. 0. 0. 0. D. 0. 0.
0. 1 1 0. 0. 0. 0. D. 0. 0. 0.
1 0. 0. 0. 0. 0. D. 0. 0. 0. 0.
1 0. 1 0. 0. D. 0. 0. 0. 0. 0.
1 1 0. 0. D. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
1 1 1 D. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.

从这个真值表中,可以如下写入所有输出的布尔表达式。

Y0 =S2S1S0.D.

日元=S2S1S0 D.

Y2 =S2S1S0.D.

y3 =S2S1 S0 D.

Y4 = S2S1S0.D.

Y5 = S2S1S0 D.

Y6 = s2 s1S0.D.

y = 0, y = 0, y = 0

由所得到的方程,该解复用器的逻辑图可由8个4输入与门和3个非门实现,如下图所示。选择线路的不同组合在给定的时间激活一个AND门,这样数据输入将出现在相应的输出。

1-to-8-demux-logic-diagram_1

有两个流行的1比8解复用器集成电路。一个是IC 74237,其包括三个选择输入的锁存器。下面给出了该IC的引脚。

引脚A0至A2是数据输入,Y0至Y7是多路分解器输出,E1和E2是有效的 - 低数据启用和有效高数据启用引脚,LE是锁存使能输入,VCC和GND端子是正电源电压和接地端子。

该IC结合了3位存储锁存器和3到8解码器功能。

IC 74237

另一个常用的1到8个多路分解器集成电路是IC 74138.除了没有闩锁使能输入之外,引脚排出非常相似(因为所有使能引脚是正常的使能引脚 - 两个是高电平的,一个是高效的,则一个是高电平的)并且输出处于高电平。以下图像显示了74138 IC的引脚。

IC 74138 1-to-8多路分解器3-to-8解码器

使用两个1- 4解复用器的1- 8 DEMUX

当应用程序需要具有更多数量的输出引脚的高阶多路分解器时,我们无法通过单个集成电路实现。如果需要超过16个输出引脚,则级联两个或多个多路分解器IC以满足要求。

例如,如果应用程序需要从Demux中需要32条输出线,那么我们将级联两个1:16多路分解器或三个:8:8分解器。因此,通过级联两个或更多个多路分解器,可以实现一个大的多路分解器。

考虑通过使用具有适当级联的两个1到4个多路分解器可以实现1到8分复用器的情况。

多路分解器的级联

在上图中,选择输入的最高有效位A连接到使能输入,使得在连接到一个DEMUX之前互补,并且它是直接连接的另一个。

通过这种配置,当A被设置为零时,基于SELECT线B和C的组合选择来自Y0至Y3的输出线中的一个。类似地,当A被设置为一个时,基于选择线将选择来自Y4至Y7的输出线。

使用1至8个Demux的整个减法器的实现

类似于多路复用器,多路分解器也用于布尔功能实现以及组合电路设计。我们可以通过正确控制选择行来设计多路分解器来生产任何真相输出。

考虑实现解复用电路以产生全部减器输出的情况。下面的真值表显示了一个全减法的输出。

一种 B. B. D. B.出去
0. 0. 0. 0. 0.
0. 0. 1 1 1
0. 1 0. 1 1
0. 1 1 0. 1
1 0. 0. 1 0.
1 0. 1 0. 0.
1 1 0. 0. 0.
1 1 1 1 1

从上表中,完整的减法器输出D可以写入

D = f (A, B, B

d =Σm(1,2,4,7)

D =一种B.B.+一种B.B.+一个B.B.+ a b b

借款输出可以表示为

B.出去= f (A, B, B)=Σm(1,2,3,7)

B.出去=一种B.B.+一种B.B.+一种B B.+ a b b

从这些布尔表达式中,可以通过正确配置1到8的DEMUX来构建用于产生完整减器输出的解复用器,这样当输入D = 1时,它会给出输出的分钟数。

通过对这些项进行逻辑ORing,可以得到差值和借值的输出,如图所示。

充分减法使用1至8 Demux

多路分解器的应用

由于多路分解器用于选择或启用许多信号,因此这些信号广泛地用于微处理器或计算机控制系统,例如:

  • 选择用于数据传输的不同IO设备(数据路由)
  • 选择不同的内存库(内存解码)
  • 根据不同的地址,启用不同的内存芯片行
  • 启用不同功能单元。

除此之外,多路分解器可以在各种应用中找到:

  • 同步数据传输系统
  • 布尔函数实现(正如我们讨论上面的完整减法器函数)
  • 数据采集​​系统
  • 组合电路设计
  • 自动测试设备系统
  • 安全监控系统(用于一次选择特定监控摄像机)等。

结论

一个完整的初学者在多路分解器或解码中的指南。您了解了多路分解器,不同类型的解码器,如1到2,1至4,1至8,1至16,其逻辑电路以及多路分解器的一些重要应用。

12的反应

  1. 如果D输入的值是00101011。然后我们如何使用3到8解复用器得到输出。先生,请尽快回复我解决方案

  2. 白痴,修复Demux Y6 = Y7中的错误
    用“谢谢”传递评论,但是提交的错误尚未通过。你生气吗?

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