أين يتم استخدام معدد الإرسال؟ معددات الإرسال ومزيلات الإرسال: الدوائر، مبادئ التشغيل

معدد الإرسال هو جهاز يقوم باختبار أحد المدخلات المتعددة ويربطه بمخرجه. يحتوي معدد الإرسال على العديد من مدخلات المعلومات (D 0، D 1، ...)، ومدخلات العنوان (A 0 A 1، ...)، ومدخل لتزويد الإشارة القوية C ومخرج واحد Q. في الشكل. يُظهر الشكل 1،f صورة رمزية لمُضاعِف إرسال بأربعة مدخلات للمعلومات.

يتم تعيين رقم يسمى عنوانًا لكل إدخال معلومات لمضاعف الإرسال. عندما يتم تطبيق إشارة قوية على الإدخال C، يختار معدد الإرسال أحد المدخلات، التي يتم تحديد عنوانها بواسطة رمز ثنائي عند مدخلات العنوان، ويربطه بالإخراج.

وبالتالي، من خلال توفير عناوين مختلفة مدخلات المعلومات، يمكن نقلها الإشارات الرقميةمن هذه المدخلات إلى المخرجات Q. من الواضح أن عدد مدخلات المعلومات n inf وعدد مدخلات العناوين n adr مرتبطان بالعلاقة n inf = 2 nadr.

يتم تحديد تشغيل معدد الإرسال من خلال الجدول. 1. في حالة عدم وجود إشارة قوية (C = 0)، لا يوجد اتصال بين مدخلات المعلومات والمخرجات (Q = 0). عند تطبيق إشارة قوية (C = l)، يتم إرسال المستوى المنطقي لمدخلات المعلومات D i التي تم تحديد رقمها i في شكل ثنائي عند مدخلات العنوان إلى الإخراج. لذلك، عند تعيين العنوان A l A 0 = ll 2 = 3 10، سيتم إرسال إشارة إدخال المعلومات ذات العنوان 3 10، أي D 3، إلى الإخراج Q.

باستخدام هذا الجدول، يمكننا كتابة التعبير المنطقي التالي للإخراج Q:

يظهر الرسم التخطيطي لمضاعف الإرسال الذي تم إنشاؤه باستخدام هذا التعبير في الشكل. 1، ب.

في الحالات التي يكون فيها من الضروري نقل بيانات الإدخال متعددة البت إلى المخرجات بشكل متوازي، يتم استخدام الاتصال المتوازي لمضاعفات الإرسال وفقًا لعدد بتات البيانات المرسلة.

استخدام معددات الإرسال لتوليف الأجهزة التوافقية.

يمكن استخدام معددات الإرسال لتجميع الوظائف المنطقية. وفي هذه الحالة يمكن تقليل عدد العناصر المستخدمة في الدائرة (حزم الدوائر المتكاملة) بشكل كبير.

يحتوي التعبير المنطقي لمُضاعِف الإرسال على أعضاء بكل مجموعات متغيرات العناوين. وبالتالي، إذا كان من الضروري تجميع دالة من ثلاثة متغيرات f(x 1, x 2, x 3)، فيمكن توفير اثنين من هذه المتغيرات (على سبيل المثال، x 1، x 2) إلى مدخلات العنوان A 1، و0، والثالث × 3 - لإدخال المعلومات.

على سبيل المثال، لنفترض أنك بحاجة إلى تجميع دالة معينة في الجدول. 2. التعبير عن الوظيفة المنطقية

بالنظر إلى المتغيرات x l, x 2 كمتغيرات عنوان، نحصل على جدول. 3، ومن الواضح أن معدد الإرسال عند الإخراج Q ينفذ وظيفة منطقية معينة. رسم تخطيطىيظهر في الشكل. 2.

من الواضح أنه يمكن تصنيع أي دالة مكونة من ثلاثة متغيرات على معددات إرسال ذات أربعة مدخلات، وأي دالة مكونة من أربعة متغيرات على معددات إرسال ذات ثمانية مدخلات، وما إلى ذلك.

عند تجميع الدوائر التوافقية، يمكن استخدام معددات الإرسال بالتزامن مع عناصر ذات أساس معين. دع العدد الإجمالي وظائف متغيرةن. بعد ذلك، إذا كان معدد الإرسال يحتوي على n من عناوين مدخلات العناوين، فسيتم توفير n من عناوين المتغيرات لها ولمدخلات المعلومات الخاصة بها وظائف ن نعنوان متغير.

على سبيل المثال، لنفترض أنك تريد تجميع دالة منطقية ذات أربعة متغيرات باستخدام معدد إرسال رباعي المدخلات. إذا كانت متغيرات العنوان هي x 1 وx 2، فيجب توفير وظائف المتغيرين x 3 وx 4، المحددة كما هو موضح في الجدول، إلى مدخلات المعلومات الخاصة بمضاعف الإرسال. 5 مناطق من الجدول Veitch. في كل منطقة من جدول Veitch الموضحة لمدخلات المعلومات، يتم إجراء التصغير باستخدام الطرق التقليدية، وبعد ذلك يتم إنشاء الدوائر التي تشكل الوظائف المقدمة لمدخلات المعلومات الخاصة بمضاعف الإرسال.

دعونا نوضح هذه التقنية باستخدام تنفيذ الوظيفة الواردة في الجدول. 6.

عندما يتم توفير المتغيرات x 1 وx 2 إلى مدخلات العنوان الخاصة بمضاعف الإرسال، يجب توفير D 0 = 1 لمدخلات المعلومات الخاصة به؛ د 1 = 0؛ د2 = ×3. 4، د 3 = 4. تظهر الدائرة التي تنفذ الوظيفة المحددة في الشكل. 3.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند تجميع جهاز منطقي باستخدام معدد إرسال، من الضروري أيضًا إنشاء نسخة من الدائرة دون استخدام معدد إرسال. ومن ثم، ومن خلال مقارنة الخيارات الناتجة، حدد الخيار الأفضل من حيث عدد حزم الدوائر المتكاملة المستخدمة في الدائرة.

3.7. معددات الإرسال ومزيلات الإرسال

معددهو جهاز يقوم باختبار أحد المدخلات المتعددة ويربطه بمخرجه الفردي، اعتمادًا على حالة الكود الثنائي. وبعبارة أخرى، معدد الإرسال هو مفتاح إشارة يتم التحكم فيه بواسطة رمز ثنائي وله عدة مدخلات ومخرج واحد. يتم توصيل الإدخال الذي يتوافق رقمه مع الكود الثنائي للتحكم بالإخراج.

حسنًا، تعريف خاص: معددهو جهاز يقوم بتحويل الكود الموازي إلى كود تسلسلي.

يمكن تمثيل بنية معدد الإرسال بمخططات مختلفة، على سبيل المثال، هذا المخطط:

أرز. 1 – مثال على دائرة معدد إرسال محددة

أكبر عنصر هنا هو عنصر AND-OR بأربعة مدخلات. المربعات ذات الآحاد هي عاكسات.

دعونا ننظر إلى الاستنتاجات. تلك الموجودة على اليسار، وهي D0-D3، تسمى مدخلات المعلومات. يتم تقديم المعلومات لهم ليتم اختيارها. تسمى المدخلات A0-A1 بمدخلات العنوان. هذا هو المكان الذي يتم فيه توفير الكود الثنائي، والذي يحدد أي من المدخلات D0-D3 سيتم توصيله بالإخراج، المحدد في هذا الرسم البياني كـ ي. الإدخال C - المزامنة وإذن التشغيل.

يحتوي الرسم التخطيطي أيضًا على مدخلات عنوان مع الانعكاس. هذا لجعل الجهاز أكثر تنوعًا.

يوضح الشكل، كما يطلق عليه أيضًا، مُضاعِف إرسال 4X1. كيف نعرف أن العدد مختلف أرقام ثنائية، والتي يمكن أن يحددها الكود، يتم تحديدها من خلال عدد بتات الكود مثل 2 n، حيث n هو عدد البتات. تحتاج إلى تعيين 4 حالات معدد إرسال، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك 2 بت في رمز العنوان (2 2 = 4).

لشرح مبدأ تشغيل هذه الدائرة، دعونا نلقي نظرة على جدول الحقيقة الخاص بها:

هذه هي الطريقة التي يختار بها الكود الثنائي الإدخال المطلوب. على سبيل المثال، لدينا أربعة كائنات، وهي ترسل إشارات، ولكن لدينا جهاز عرض واحد. نحن نأخذ معدد. اعتمادا على الكود الثنائي، يتم توصيل إشارة من الكائن المطلوب بجهاز العرض.

يتم تعيين معدد الإرسال بواسطة الدائرة الدقيقة على النحو التالي:

أرز. 2 – معدد مثل ISS

مزيل تعدد الإرسال- جهاز معكوس للمضاعف. أي أن جهاز إزالة تعدد الإرسال له مدخل واحد والعديد من المخرجات. يحدد الكود الثنائي المخرج الذي سيتم توصيله بالإدخال.

بعبارة أخرى، مزيل تعدد الإرسالهو جهاز يقوم باختبار أحد مخرجاته المتعددة ويربطه بمدخله، أو هو عبارة عن مفتاح إشارة يتم التحكم فيه بواسطة كود ثنائي وله مدخل واحد والعديد من المخرجات.

يتم توصيل الإخراج الذي يتوافق رقمه مع حالة الكود الثنائي بالإدخال. وتعريف خاص: مزيل تعدد الإرسالهو جهاز يقوم بتحويل الكود التسلسلي إلى موازي.

يستخدم عادة كمزيل تعدد الإرسال أدوات فك التشفيرالكود الثنائي إلى الكود الموضعي، حيث يتم إدخال مدخل بوابة إضافي.

نظرًا للتشابه بين دارات معدد الإرسال ومزيل تعدد الإرسال، تحتوي سلسلة CMOS على دوائر دقيقة تعمل في نفس الوقت معدد إرسال ومزيل تعدد الإرسال، اعتمادًا على الجانب الذي يتم توفير الإشارات منه.

على سبيل المثال، K561KP1، يعمل كمحول 8x1 ومحول 1x8 (أي كمضاعف ومزيل تعدد الإرسال مع ثمانية مدخلات أو مخرجات). بالإضافة إلى ذلك، في دوائر CMOS الدقيقة، بالإضافة إلى تبديل الإشارات الرقمية (المنطقية 0 أو 1)، من الممكن تبديل الإشارات التناظرية.

وبعبارة أخرى، فهو عبارة عن مفتاح إشارة تناظرية يتم التحكم فيه بواسطة رمز رقمي. تسمى هذه الدوائر الدقيقة بالمفاتيح. على سبيل المثال، باستخدام مفتاح التبديل، يمكنك تبديل الإشارات التي تدخل مدخل مكبر الصوت (محدد الإدخال). النظر في دائرة محدد الإدخال UMZCH. لنقم ببنائه باستخدام شبشب ومُضاعِف.

أرز. 3 - محدد الإدخال

لذلك، دعونا ننظر إلى العمل. على مشغلات الدائرة الدقيقة DD1 هناك حلقة عدادالضغط على الزر برقمين (مشغلان - رقمان). رقم مزدوج الكود الثنائيينتقل إلى مدخلات العنوان D0-D1 لشريحة DD2. شريحة DD2 عبارة عن مفتاح مزدوج بأربع قنوات.

وفقًا للكود الثنائي لمخرجات الدائرة الدقيقة أو فييتم توصيل المدخلات A0-A3 وB0-B3 على التوالي. تعمل العناصر R1 وR2 وC1 على التخلص من ارتداد جهات اتصال الزر.

سلسلة التمايزيقوم R3C2 بتعيين المتأرجح على الصفر عند تشغيل الطاقة، مع توصيل الإدخال الأول بالإخراج. عندما تضغط على الزر، يتحول مشغل DD1.1 إلى حالة السجل. 1 ويتم توصيل المدخل الثاني بالإخراج، وما إلى ذلك. يتم تعداد المدخلات في حلقة، بدءًا من الأول.

من ناحية، الأمر بسيط، ومن ناحية أخرى، فهو غير مريح بعض الشيء. من يعرف عدد المرات التي تم فيها الضغط على الزر بعد تشغيله وأي إدخال متصل بالإخراج الآن. سيكون من الجيد أن يكون لديك مؤشر للمدخلات المتصلة.

دعونا نتذكر وحدة فك التشفير المكونة من سبعة أجزاء. نقوم بنقل وحدة فك التشفير مع المؤشر إلى دائرة التبديل وتوصيل أول مدخلين لجهاز فك التشفير (في الرسم التخطيطي كـ DD3)، أي 1 و 2 (المسامير 7 و 1) بالمخرجات المباشرة للمشغلات DD1.1 DD1. 2 (دبابيس 1 و 13). نقوم بتوصيل مدخلات وحدة فك التشفير 4 و 8 (الجهات 2 و 6) بالجسم (أي أننا نوفر المنطق 0). سيظهر المؤشر حالة عداد الحلقة، أي الأرقام من 0 إلى 3. الرقم 0 يتوافق مع الإدخال الأول، و1 إلى الثاني، وما إلى ذلك.

تعد معددات الإرسال ومزيلات الإرسال (mux وdemux في اختصار باللغة الإنجليزية) من المكونات الشائعة إلى حد ما في الإلكترونيات الرقمية. إن فهم العمليات المنطقية التي تحدث فيها سيسمح لنا بفهم الدوائر بشكل أفضل بمشاركتها وتطوير أجهزة إلكترونية أكثر تعقيدًا

تعمل أجهزة مضاعفة الإرسال وإلغاء تعدد الإرسال بشكل معاكس لبعضها البعض، ولكن وفقًا لنفس المبدأ. وهي تتكون من مدخلات المعلومات ومخرجات المعلومات ومفتاح (محدد).

توضح الصورة أدناه تمثيلاً تخطيطيًا لمضاعف الإرسال ومزيل تعدد الإرسال.

يحتوي معدد الإرسال على العديد من مدخلات المعلومات. يختار مفتاح معدد الإرسال أيًا من هذه المدخلات يجب استخدامه ويربطه بمخرجات المعلومات، والتي يحتوي معدد الإرسال على واحد فقط منها. يمكن مقارنة هذا الموقف بما إذا كان هناك مجموعة من الأشخاص يرغبون في إخبارك بشيء خاص بهم، ولكن يمكنك الاستماع إلى واحد فقط في كل مرة.

على العكس من ذلك، يحتوي جهاز إزالة تعدد الإرسال على مدخل واحد فقط للمعلومات، ويقوم المحول بتوصيله بمخرج معلومات واحد في كل مرة. وهذا يعني أنه يشبه الأمر كما لو كنت تريد أن تقول شيئًا ما لحشد من الناس، ولكن في أي وقت لا يمكنك أن تقوله إلا لشخص واحد من هذا الحشد.

هناك أيضًا دوائر دقيقة تجمع بين وظائف معددات الإرسال ومزيلات الإرسال. في اللغة الإنجليزية عادة ما يتم تعيينهم mux/demux. ويمكن أيضًا أن يطلق عليها معددات إرسال ثنائية الاتجاه أو ببساطة مفاتيح. أنها تسمح بنقل الإشارة في كلا الاتجاهين. لذلك لا يمكنك التحدث مع شخص ما فحسب، بل يمكن لشخص ما في الحشد التحدث معك لحظة معينةوقت.

في هذه الحالة، عادةً ما يحتوي المحول الداخلي على العديد من مدخلات المعلومات التي يتم تناولها في شكل ثنائي. تحتوي جميع هذه الدوائر الدقيقة تقريبًا على خط OE (تمكين الإخراج أو الإخراج نشط). يوجد أيضًا جهاز إزالة تعدد الإرسال داخل الشريحة بمدخل واحد وأربعة مخارج عادةً. لتحديد الإخراج، تحتوي الدائرة الدقيقة أيضًا على سطرين لمعالجة الإخراج (00، 01، 10، 11).

هناك معددات إرسال رقمية وتناظرية. المفاتيح الرقمية هي مفاتيح منطقية يكون جهد الخرج فيها هو نفس جهد الإمداد. تقوم الأجهزة التناظرية بتوصيل جهد الإدخال المحدد بالإخراج.

تم استخدام مبدأ تعدد الإرسال وإزالة تعدد الإرسال في فجر تطور الهاتف في بداية القرن الماضي. ثم رفع الشخص الذي أراد الاتصال بصديقه الهاتف وانتظر رد عامل الهاتف. هذا جزء من معدد الإرسال، لأنه في وقت معين يختار المشغل من بين المجموعة الخط الذي "يجلس عليه" هذا الشخص. يقول الشخص أنه يريد التحدث مع صديق رقمه 12345. هذا هو الجزء الخاص بلوحة التبديل، وهنا يتلقى عامل الهاتف الرقم (العنوان). بعد ذلك، يقوم بتوصيل الموصل بقناة صديقه. هذا هو الجزء المزيل للتعدد. هنا يتصل سطر واحد من العديد من القنوات بقناة واحدة فقط.

ستساعدك أجهزة مضاعفة الإرسال وإلغاء تعدد الإرسال في حل مشكلة توسيع عدد خطوط الإدخال أو الإخراج إذا كان عدد وحدات GPIO الخاصة بوحدة التحكم الدقيقة لديك صغيرًا جدًا. إذا كان مشروعك يتضمن العديد من أجهزة الاستشعار، فيمكنك توصيلها بمُضاعِف إرسال. يجب بعد ذلك توصيل مخرج معدد الإرسال بـ ADC، ومن خلال تبديل عناوين الخطوط، يتم قراءة البيانات من أجهزة الاستشعار بشكل تسلسلي.

تُعد مُضاعفات الإرسال مفيدة أيضًا عندما يكون لديك العديد من شرائح واجهة I2C التي لها نفس العنوان. ما عليك سوى توصيل خطوط SDA/SCL بالمفتاح والتحكم فيها على التوالي. يمكن أيضًا استخدام معددات الإرسال ومزيلات الإرسال كمحولات مستوى.

التشفيرات ذات الأولوية

الغرض: ضمان إنشاء رمز لمفتاح معين، بغض النظر عن عدد المفاتيح التي تم الضغط عليها.

فلنحوّل: "x من 10" إلى "1 من 10"، ثم إلى الرمز "8421"

لنأخذ مثالاً على إنشاء برنامج تشفير ذي أولوية لتحويل الأرقام العشرية إلى الكود 8421، كما هو موضح في الجدول 3:

الجدول 3

دعونا نكتب التعبيرات الرياضية للمتغيرات:

للحصول على دائرة تشفير ذات أولوية، يكفي توصيل المخارج x 9، ...، x 0 للمحول "X of 10" إلى "1 of 10". إلى المدخلات المقابلة لمحول الكود "1 من 10" إلى الكود 8421. يوضح الشكل 4 هذا المخطط:

الشكل 5

يتم إجراء التحويل العكسي للشفرة الثنائية إلى كود 1-in-n بواسطة محولات التعليمات البرمجية التي تسمى أجهزة فك التشفير.

يوضح الشكل 5 دائرة فك التشفير التي تقوم بالتحويل العكسي:

أجهزة فك التشفير الخطية

الغرض: اختيار إحدى المجموعات الممكنة n (1 من n)

يتم تحديد دائرة الجهاز بالصيغة:

حيث m هو عدد مدخلات التحكم

ن – عدد المخرجات أو الكائنات

إذا كان فك التشفير كاملا،

إذا كان ذلك في هذه الحالة، فلن يكتمل جهاز فك التشفير.

الخيار 2 م