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  • 多路复用器的作用
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    2021-07-16 00:10:48

    可以将多路复用器(MUX)描述为一种组合电路, 该组合电路从2 ^ n个输入数据线之一接收二进制信息并将其定向到单个输出线。

    基于选择线来确定用于输出的特定输入数据线的选择。

    多路复用器通常被称为数据选择器, 因为它仅选择许多数据输入之一。

    注意:2 ^ n对1多路复用器具有2 ^ n条输入数据线和n条输入选择线, 它们的位组合确定为输出选择了哪个输入数据。

    下图显示了4 * 1多路复用器的框图。

    multiplexers.png

    在这四根输入数据线中, 一条特定的输入数据线将根据在这两条选择线上出现的输入的组合连接到输出。

    注意:描述电路的真值表需要64行, 因为六个输入变量可以具有2 ^ n个二进制组合。这将导致表格过长。因此, 一种描述多路复用器操作的更方便的方法是使用功能表。

    4 * 1多路复用器的功能表可以表示为:

    S1

    S0

    0

    0

    I0

    0

    1

    I1

    1

    0

    I2

    1

    1

    13

    从函数表中, 我们可以将输出(y)的布尔函数写为:

    y = S1'S0'I0 + S1' S0'I1 + S1S0'I2 + S1S0I3

    可以使用反相器, 三输入“与”门和“或”门实现上述输出“ y”的公式。

    multiplexers2.png

    我们还可以使用低阶多路复用器实现高阶多路复用器。例如, 让我们使用两个4 * 1多路复用器和一个2 * 1多路复用器实现一个8 * 1多路复用器。

    在第一级中需要两个4 * 1多路复用器以获取八条输入数据线。

    第二阶段需要2 * 1多路复用器, 以将第一阶段产生的输出收敛为单个输出。

    下图显示了使用两个4 * 1多路复用器和一个2 * 1多路复用器设计的8 * 1多路复用器的框图。

    multiplexers3.png

    一组公共选择线(S1和S2)应用于4×1多路复用器。

    由两个4 * 1多路复用器生成的输出被用作2 * 1多路复用器的输入。

    8 * 1多路复用器的功能表可以表示为:

    S2

    S1

    S0

    0

    0

    0

    10

    0

    0

    1

    I1

    0

    1

    0

    I2

    0

    1

    1

    I3

    1

    0

    0

    I4

    1

    0

    1

    I5

    1

    1

    0

    I6

    1

    1

    1

    17

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    意义

    多路复用器将接收的复合数据流,依照信道分离数据,并将它们送到对应的输出线上,故称为解多路复用器。

    实际生活中,使用多路复用器可使多路数据信息共享一路信道,能充分地利用通信信道的容量,大大降低系统的成本。

    在这里插入图片描述

    举个例子:对于一对电话线来说,它的通信频带一般在100kHz以上,而每一路电话信号的频带一般限制在4kHz以下。此时,信道的容量远大于一路电话的信息传送量。

    逻辑电路原理

    多路复用器能将 N 个输入通道的数据复用到一个输出通道上。以4选 1 多路复用器为例。

    结构与真值表

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    通过改变A与B的值,就能输出端F到底输出D1,D2,D3,D4中的哪个值。
    在这里插入图片描述

    逻辑电路

    在这里插入图片描述

    实现代码

    4 选1 多路复用器的实现代码

    library IEEE;
    use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
    use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
    use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
    entity MUX4_1 is
        Port ( c0 : in  STD_LOGIC;
               c1 : in  STD_LOGIC;
               c2 : in  STD_LOGIC;
               c3 : in  STD_LOGIC;
               s : in  STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);
               z : out  STD_LOGIC);
    end MUX4_1;
    architecture Behavioral of MUX4_1 is
    begin
         process(s)          --if 语句描述
         begin
          if(s="00") then z<=c0;
          elsif(s="01") then z<=c1;
          elsif(s="10") then z<=c2;
          else  z<=c3;
          end if;
        end process;
      --process(s)            --case 语句描述
    --begin
    --   case s is
    --       when "00" =>z<=c0;
    --      when "01" =>z<=c1;
    --      when "10" =>z<=c2;
    --      when others =>z<=c3;
    --  end case;
    --end process;
    end Behavioral;
    

    参考资料

    https://wiki.dzsc.com/4133.html

    展开全文
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