Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Факультет інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії Кафедра комп’ютерних наук Лабораторна роботи №1 з дисципліни : «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів» Лабораторна робота № 1 Тема: Дослідження функціонування мультиплексора та демультиплексора. Мета: набути практичних навичок моделювання мультиплексора та демультиплексора засобами пакетів прикладних програм (ППП). Теоретичні відомості Мультиплексор Мультипле́ксори відносяться до пристроїв комутування цифрової інформації. Вони здійснюють комутацію одного з декількох інформаційних входів xi до одного виходу y. Мультиплексори мають декілька інформаційних входів, адресні входи, вхід дозволу мультиплексування (стробуючий вхід) та один вихід. Кожному з інформаційних входів мультиплексора відповідає номер, який називається адресою, двійкове число якого подається до адресних входів. Число інформаційних входів nінф і число адресних входів nадр зв'язані співвідношенням: nінф=2nадр. Адресний дешифратор D1, перетворює двійковий код у десятковий для керування роботою мультиплексора. Залежно від комбінації стану адресних входів а1 та а2 на одному з чотирьох виходів дешифратора з'являється одиничний потенціал, який дає дозвіл на спрацьовування відповідної схеми І (D2…D5). Наприклад, при адресному числі 01, коли а1= 1 та а2= 0, на виході 1 дешифратора D1 установлюється рівень логічної одиниці, а на всіх останніх — нульовий. Тому логічний елемент D3 має дозвіл на спрацьовування. Якщо при цьому на інформаційному вході x1 діє логічна одиниця, то на виході D3 установлюється 1, а при x1=0 на виході логічного елемента D3 буде теж нульовий потенціал. При цьому, незалежно від стану інформаційних входів x0, x2, x3, на виході логічного елемента АБО D6 інформація повторює стан x1. Якщо активізований вхід дозволу E=1, то на виході мультиплексора y з'являється 1 або 0 залежно від значення x1. Функціонування мультиплексора описується таблицею істинності. A1 A0 F0 F1 F2 F3 D  0 0 1 0 0 0 F0X0  0 1 0 1 0 0 F1X1  1 0 0 0 1 0 F2X2  1 1 0 0 0 1 F3X3  Вираз для вихідної функції D можна представити з використанням виходів F0– F3 внутрішнього дешифратора у вигляді: D=F0X0+F1X1+F2X2+F3X3. / Демультиплексор Демультиплексор відноситься до пристроїв комутування цифрової інформації. Він здійснює комутацію одного інформаційного входу до одного з декількох виходів, адреса якого задана. Демультиплексор має один інформаційний вхід, декілька виходів та адресні входи. Таким чином, на приймальному кінці мультиплексованої магістралі потрібно виконати зворотну операцію - демультиплексування. Демультиплексор можна реалізувати на дешифраторі з n-входами, в якому вхід дозволу E використовується як інформаційний. Якщо для побудови схеми демультиплексора використати дешифратор без входу дозволу E, то необхідно мати m двовхідних логічних елементів 2І. Входи дешифратора a1, а2 є адресними. Тому в залежності від адресного числа лише на одному з виходів дешифратора з'являється логічна одиниця, яка дає дозвіл до спрацювання лише одного з чотирьох кон'юкторів D2…D5. На другі входи кожного кон'юктора надходить шина сигналу x. Вхідна інформація відтворюється на виході одного з чотирьох логічних елементів D2…D5, який одержав дозвіл по другому адресному входу. Можна виконати синхронний демультиплексор, якщо використовувати три-входові логічні елементи 3І і на третій вхід подати синхросигнал або сигнал дозволу від зовнішнього джерела. Функціонування демультиплексора 1-4 відбивається таблицею істинності. A1 A0 F0 F1 F2 F3 X0 X1 X2 X3  0 0 1 0 0 0 F0D - - -  0 1 0 1 0 0 - F1D - -  1 0 0 0 1 0 - - F2D -  1 1 0 0 0 1 - - - F3D  / За даними таблиці, записуємл систему рівнянь для інформаційних виходів. / Практичне виконання Варіант 8 Мультиплексор MX Базис: АБО-НІ. К-сть адресних входів: 3. / Синтезована схема мультиплексора в ППП Multisim. / Часова діаграма вихідних сигналів до адресних входів мультплексора. / Часова діаграма вихідного сигналу мультиплексора. / Часова діаграма Logic Analyzer, який під’єднаний до кожного виходу інформаційних сигналів, для демонстрації справної роботи мультиплексора. Варіант 8 Демультиплексор DMX Базис: І-НІ. К-сть адресних входів: 3. / Синтезована схема демультиплексора в ППП Multisim. / Часова діаграма вихідних сигналів до адресних входів мультплексора. / Часова діаграма вихідних сигналів із демультиплексора. Висновок У даній лабораторній роботі було досліджено та синтезовано функціональну схему демультиплексора та мультиплексора. Працездатність синтезованих схем була перевірена за допомогою часових діаграм. Уся робота була проведена в ППП Multisim.