Multiplexores

LOS MULTIPLEXORES

El diseño de un multiplexor se realiza de la misma manera que cualquier sistema combinatorio desarrollado hasta ahora. Veamos, como ejemplo, el caso de un multiplexor de cuatro entradas y una salida que tendrá, según lo dicho anteriormente, dos entradas de control. Esta tabla de verdad define claramente cómo, dependiendo de la combinación de las entradas de control, a la salida se transmite una u otra entrada de las cuatro posibles. Así:

CONTROL ENTRADAS DATOS SALIDA

A B I0 I1 I2 I3 S

0 0 0 X X X 0

0 0 1 X X X 1

0 1 X 0 X X 0

0 1 X 1 X X 1

1 0 X X 1 X 1

1 0 X X X 0 0

1 1 X X X 0 0

1 1 X X X 1 1

Si deducimos de esta tabla de verdad la expresión booleana que nos dará la función salida, tendremos la siguiente ecuación:

S = (/A*/B*I0) + (/A*B*I1) + (A*/B*I2) + (A*B*I3)

Con la que podremos diseñar nuestro circuito lógico.

La estructura de los multiplexores es siempre muy parecida a esta que hemos descrito, aunque a veces se añade otra entrada suplementaria de validación o habilitación, denominada «strobe» o «enable» que, aplicada a las puertas AND, produce la presentación de la salida.

Los MULTIPLEXORES son circuitos combinacionales que tienen varias entradas, una sola salida y varias líneas de selección. Su funcionamiento podría asemejarse a un conmutador de varias posiciones que simularían las entradas y el terminal común, la salida; la conmutación se realizaría por medio de la línea de selección, de tal modo que las señales presentes en las entradas aparecerán en la salida en el orden indicado por la línea de selección; es decir, un multiplexor permite el envío por una sola línea de los datos presentes en varias líneas.

Se pueden hallar multiplexores de 2 a 1 líneas, de 4 a 1, de 8 a 1,etc.

MULTIPLEXOR de 2 a 1 líneas: circuito integrado TTL 74157, contiene cuatro multiplexores con sus dos entradas de datos y su salida cada uno. Tiene una entrada de inhibición (STROBE G) activa a nivel bajo (0V) y una entrada de selección (SELECT), comunes a los cuatro multiplexores.

Cuando STROBE está a nivel bajo, si la entrada SELECT está a nivel bajo, en la salida aparece el valor del dato A; y si la SELECT está a nivel alto aparece el dato B.

TABLA DE FUNCIONAMIENTO DE UNO DE LOS MULTIPLEXORES

MULTIPLEXOR de 4 a 1 líneas: circuito integrado TTL 74153, contiene dos multiplexores con sus cuatro entradas de datos y su salida cada uno. Tiene dos entradas de inhibición (STROBE 1G y 2G) activas a nivel bajo(0V) para cada multiplexor y dos entradas de selección (SELECT A y B) comunes a los cuatro multiplexores.

TABLA DE FUNCIONAMIENTO DE UNO DE LOS MULTIPLEXORES

Cuando STROBE (G) está a nivel bajo, las entradas SELECT A y B seleccionan el canal cuyo dato aparecerá en la salida.

MULTIPLEXOR de 8 a 1 líneas: circuito integrado TTL 74151, contiene un multiplexor con ocho entradas de datos y una salida . Tiene una entrada de inhibición (STROBE G) activa a nivel bajo (0V) y tres entradas de selección (SELECT A, B y C).

TABLA DE FUNCIONAMIENTO

DEMULTIPLEXORES

Los DEMULTIPLEXORES realizan la función inversa a la del multiplexor, es decir, una señal de entrada única, es obtenida en uno de los N canales de salida. El conmutador ahora selecciona el canal de salida por donde estará presente el dato de entrada.

Se denomina al demultiplexor por el número de canales de salida N. Así, por ejemplo, el demultiplexor 1:4 tiene 4 canales de salida.

DEMULTIPLEXOR 1:4 CON PUERTAS LÓGICAS:

Para poder seleccionar entre 4 canales de salidas necesitamos 2 entradas de selección. El sistema tiene tres entradas:

E = dato

E1 y E2 = variables lógicas de selección

Las salidas del sistema son cuatro:

S1 = salida del canal 1.

S2 = salida del canal 2.

S3 = salida del canal 3.

S4 = salida del canal 4.

Por tanto, el dato E aparecerá en las señales de salida del sistema S1, S2, S3 o S4 según la combinación de entrada de las variables lógicas E1 y E2.

La tabla de verdad del sistema es:

Las funciones de las salidas deducidas de la tabla de verdad son:

No tienen posible simplificación al tener un sólo término cada una.

El circuito lógico con puertas lógicas es:

Existen circuitos integrados demultiplexores disponibles comercialmente. Los más utilizados son:

CIRCUITO INTEGRADO TTL 74155 DOBLE DECODIFICADOR 2:4/DEMULTIPLEXOR DE 1:4.

Este circuito integrado contiene dos demultiplexores 1:4, que también pueden funcionar como decodificadores 2 a 4.

La relación de pines de este integrado es la siguiente:

A y B: entradas de selección comunes a los dos demultiplexores activas a nivel alto (5V).

1G y 2G: entradas de inhibición o STROBE de los demultiplexores 1 y 2 respectivamente, activas a nivel bajo (0V).

1C y 2C: entradas del dato de los demultiplexores 1 y 2 respectivamente. 1C es activa a nivel alto (5V) y 2C es activa a nivel bajo (0V).

1Y0, 1Y1, 1Y2, 1Y3: salidas del demultiplexor 1 activas a nivel bajo (0V).

2Y0, 2Y1, 2Y2, 2Y3: salidas del demultiplexor 2 activas a nivel bajo (5V).

Con esta lógica en los pines, el dato 1C está invertido en las salidas 1Y0, 1Y1, 1Y2, 1Y3, mientras que el dato 2C no lo está en 2Y0, 2Y1, 2Y2, 2Y3.

La tabla de verdad y el montaje del demultiplexor 1 es la siguiente:

Podemos observar que cuando la entrada del Strobe (1G) está a 0 y la del dato (1C) está a 1, el demultiplexor 1 se comporta como un decodificador de dos entradas (A y B) y cuatro salidas activas a nivel bajo.

La tabla de verdad y el conexionado del demultiplexor 2 es la siguiente:

Podemos observar que cuando la entrada del Strobe (2G) y la del dato (2C) están a 0, el demultiplexor 2 se comporta como un decodificador de dos entradas (A y B) y cuatro salidas activas a nivel bajo.

Al estar la salida seleccionada a nivel bajo (0V) para visualizar la demultiplexación o la decodificación colocamos el LED de tal manera que se encienda cuando hay 0V a la salida y se apague con 5V en la salida.

SIMULACION:

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