Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Multiplexery Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Multiplexery Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné."— Transkript prezentace:

1 Multiplexery Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM 2 Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /4 AutorIng. Miloš Zatloukal Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-PE-CT/2-EL-4/11 Název DUMMultiplexery Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP26-41-L/52 Obor vzděláváníProvozní elektrotechnika Vyučovací předmětČíslicová technika Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 19 – 20 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: princip a přehled multiplexerů Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slova Kombinační obvod, vstup, výstup, multiplexer, MPX, MUX, kanál, N kanálový, adresa, blokování, NOT, AND, OR, integrovaný, analogový, číslicový, kombinovaný, skládaný. Datum

3 Obsah tématu Definice multiplexeru Příklady použití multiplexeru Návrh multiplexeru 2 kanálový 4 Integrované multiplexery Kombinované mnohokanálové (skládané) multiplexery Multiplexery

4

5 Použití multiplexeru: tam, kde má být z množství různých signálů vybrán jediný, např. na vstupech aritmeticko-logických jednotek, v obvodech pro převod paralelní informace na sériovou, při multiplexním buzení sedmisegmentových zobrazovačů (tzv. dynamické řízení vícemístného zobrazovače), apod. Příklad 1: Kolik adresních vstupů má 16 kanálový (16 k) multiplexer (MPX) N = 2n2n 16 = 2n2n = 2424 n=4 Zadaný 16 k MPX má 4 adresní vstupy (A, B, C, D) Příklad 2: Ve schématu je nakreslen MPX se 3 adresními vstupy. Kolik má kanálů? N = 2n2n N = = 2323 N=8 Zadaný MPX s tříbitovou adresou má 8 kanálů (D 0 až D7)D7)

6 Multiplexery Obr. 1: Blokové schéma multiplexeru

7 Multiplexery Rovnice multiplexeru: Pro výstup Y multiplexeru můžeme psát logickou funkci Y = (Adr 1 & D0 D0 + Adr 1 & D 1 + Adr 2 & D Adr N-1 & D N-1 ) & E kde Adr i označuje příslušnou kombinaci adresových vstupů A0 A0 až A n-1. D0 D0 až D N-1 pak jeho datové vstupy (kanály). Např. pro osmikanálový multiplexer potřebujeme tři adresní vodiče A 2, A 1 a A0.A0. Kombinací adresových vstupů pak rozumíme při výběru - vstupu D 0 : kombinaci A 2 =A 1 =A 0 = 0 (0,0,0) - pro vstup D 1 : kombinaci A 2 =A 1 =0, A0 A0 = 1 (0,0,1) a tak podobně dále – viz tabulky při návrhu multiplexeru. Realizace multiplexeru a)Z logických členů typu NOT, AND, OR – návrh obsahuje zdání, tabulku a schéma zapojení b)„hotový“ MPX jako jeden integrovaný obvod (IO)

8 Multiplexery Návrh multiplexerů z logických členů typu NOT, AND, OR – návrh obsahuje zadání, tabulku a schéma zapojení I.Dvoukanálový MPX II.Čtyřkanálový MPX Tabulka počtu kanálů a adresních vstupů Počet kanálů KanályPočet bitů adresy Značení adresy 2D 1, D 0 1A 4D 3, D 2, D 1, D 0 2A 1, A 0 8D 7, D 6, D 5, D 4 D 3, D 2, D 1, D 0 3A 2, A 1, A 0 16D 15, D 14 … D 1, D 0 4A 3, A 2, A 1, A 0

9 Multiplexery Návrh N kanálového multiplexeru Vychází z rovnice: Y = (Adr 1 & D0 D0 + Adr 1 & D 1 + Adr 2 & D 2 … + Adr N-1 & D N-1 ) & E Abychom nakreslili schéma zapojení musíme znát: -typy logických členů -jejich počty -dále počty jejich vstupů (pokud je vstupů více než 1) Pozn. Blokování je dostačující pouze na jednom typu členů – na členech AND nebo na členu OR. Typ členu Počet členů PopisPočet vstupů Zdůvodnění NOTnjako počet adr. vstupů 1 ANDNjako počet kanálů1+n+(1)1 datový Di + n adresních + 1 (blokovací E) OR1tzv. slučovacíN +(1)

10 Multiplexery I. Návrh dvoukanálového multiplexeru (2k MPX) Zadání: Navrhněte dvoukanálový multiplexer s blokováním E z logických členů typu NOT, AND, OR. Pozn. Blokování typu E je vhodné pro člen AND (E = 1 = odblokováno) Z předchozí tabulky určíme, že budeme potřebovat: 1x člen NOT (N = 2 n, 2 = 2 1, 1 adresní vstup A) 2x člen AND (třívstupový, 3 = jeden datový + 1 adresní + 1 blokovací) 1x člen OR (dvouvstupový, 2 kanály) Tabulka 2k MPX ED1D1D0D0AY 1X000 1X101 10X10 11X11 0XXX0 Obr. 2: Blokové schéma 2 kan. MPX

11 Obr. 3: Schéma 2 kanálového multiplexeru, blokování typu E

12 Obr. 4: Blokové schéma 4 kanálového multiplexeru

13 D3D3 D2D2 D1D1 D0D0 A1A1 A0A0 Y 0XXX XXX XX0X0101 0XX1X0110 0X0XX1001 0X1XX XXX XXX1110 1XXXXXX10

14

15 Multiplexery Integrované multiplexery Vícekanálové multiplexery (s počtem kanálů 8 a více) jsou relativně složité obvody a proto jsou vyráběny jako integrované (IO). Několik příkladů ukazuje tabulka: TechnologieOznačeníTypPopis TTL74150Číslicový16 k MPX TTL74151Číslicový8k MPX TTL74153Číslicový2x 4k MPX TTL74157Číslicový2x 4k MPX BiFETMAC 08Analogový8k MPX BiFETMAC 16Analogový16 k MPX BiFETMAC 24Analogový2x 4k MPX CMOS4019Číslicový4x 2k MPX CMOS4052Analogový2x 4k MPX

16 Multiplexery Integrované multiplexery Jak z tabulky vyplývá, v jednom pouzdře integrovaného obvodu může být i několik multiplexerů (2 nebo 4), obvykle ale nejsou na sobě nezávislé – mají např. některé signály společné (např. adresovací vstupy nebo blokování). V tabulce jsou také analogové multiplexery – čím se liší od číslicových? Číslicový multiplexer (v tomto textu jen multiplexer) je takový, který má všechny signály (vstupní i výstupní) číslicové – logické – tedy nuly a jedničky. Analogový multiplexer je takový, který má sice adresní signály a blokovací signál číslicové, ale datové vstupy – kanály (a tedy i výstup multiplexeru) jsou analogové (tedy určeny pro stejnosměrné nebo střídavé napětí v rozsahu do 20 V).

17 Multiplexery kombinované – skládané Multiplexery jako integrované obvody se vyrábějí: - 4 kanálové kanálové Pokud je nutné navrhnout např. 32 kanálový multiplexer, tak musíme některé z výše uvedených multiplexerů zkombinovat – vznikne tak skládaný multiplexer (z několika IO) Z tabulky je vidět, že z hlediska malého počtu IO je nejlépe použít 16 kanálové (2) nebo 8 kanálové (4). Vždy nezapomeňme přidat jeden koncový – slučovací multiplexor. Má vzniknout MPX:Potřebujeme k tomu multiplexeryPozn. 32 k2x 16 k + 1x 2 k2 kan. MPX je slučovací 4x 8 k + 1x 4 k4 kan. MPX je slučovací 8x 4 k + 1x 8 kNedoporučeno – mnoho IO 16x 2 k + 1x 16 kNedoporučeno – mnoho IO

18 Multiplexery kombinované – skládané Postup řešení návrhu mnohakanálového skládaného multiplexeru. a)Rozbor zadání – blokové schéma žádaného multiplexeru se vstupy a výstupy b)Rozvaha, které dílčí multiplexory použijeme – výpočet počtu kusů c)V závislosti na bodu b) určíme typ slučovacího multiplexeru V návrhu je nutné kontrolovat vedle kanálů také adresní vstupy (kolik který má), např. počet bitů adresy slučovacího multiplexeru závisí na tom, kolik kusů dílčích multiplexerů je použito. Příklad Navrhněte 32 kanálový multiplexer ze čtyřkanálových dílčích multiplexerů. Pro 25. kanál vyznačte adresu a „cestu“ – vstup – výstup. Řešení: Požadované čtyřkanálové MPX nejsou sice doporučovány (bude jich potřeba mnoho), ale zadání vyhovíme. Nejprve určeme potřebný počet dílčích 4 k MPX a z něj typ slučovacího MPX – Výpočet 32 : 4 = 8 ks dílčích = > slučovací MPX bude 8 kanálový. Pokud jde o blokování, doporučuje se až na slučovacím multiplexeru (jednodušší schéma), přičemž dílčí multiplexery jsou trvale odblokovány.

19 Multiplexery kombinované – skládané – pokračování Příklad – rozbor zadání – bloková schémata (jde o vstupy a výstupy) 32 kanálový multiplexer ze čtyřkanálových dílčích multiplexerů. Pro 25. kanál vyznačte adresu a „cestu“ – vstup – výstup. Jak už bylo uvedeno, použijeme 8 čtyřkanálových MPX a 1 slučovací 8 kanálový. Obr. 6: Bloková schémata 32, 4 a 8 kanálového multiplexeru 8x 1x

20 Multiplexery kombinované Příklad – schéma zapojení: 32 kanálový multiplexer ze čtyřkanálových dílčích multiplexerů. Pro 25. kanál vyznačte adresu a „cestu“ – vstup – výstup. Obr. 7: Schéma 32 kanálového multiplexeru skládaného z 4 k MPX

21 Celková adresaAdresa slučovacího (8k MPX)Adresa dílčích (4k MPX) (11001) 2 = (25) 10 (110) 2 = (6) 10 (01) 2 = (1) 10 5 bitů3 bity2 bity MPX 6 (výstup X6)2 bitová adresa paralelně na všechny MXP 0 až 7

22 Kontrolní otázky 1.Ve schématu je nakreslen MPX se 6 adresními vstupy. Kolik má kanálů? a)16 b)32 c)64 2.Kolik adresních bitů musí mít 16 kanálový multiplexer? a)3 b)4 c)5 3. Analogový v označení „Analogový multiplexer „znamená, že: a)Všechny vstupy i výstupy má analogové b)Zpracovává pouze analogové signály c)Sice přepíná analogové signály, ale řízení (adresu a blokování) má číslicové

23 Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeně 1.Ve schématu je nakreslen MPX se 6 adresními vstupy. Kolik má kanálů? a)16 b)32 c)64 2.Kolik adresních bitů musí mít 16 kanálový multiplexer? a)3 b)4 c)5 3. Analogový v označení „Analogový multiplexer „znamená, že: a)Všechny vstupy i výstupy má analogové b)Zpracovává pouze analogové signály c)Sice přepíná analogové signály, ale řízení (adresu a blokování) má číslicové

24

25 Seznam použité literatury: [1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN [2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982 [3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN X [4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN

26 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Multiplexery Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné."

Podobné prezentace


Reklamy Google