DIG222802 AULA09

Apresentação

Olá Estudante,

...

Bons Estudos!

Prof. Douglas A.

Objetivo

• Aprender sobre circuitos multiplexadores.
• Compreender o funcionamento dos Demultiplexadores.

Multiplexadores

Os circuitos multiplexadores (MUX) possuem uma única saída a qual permite ligar as informações de uma de suas várias entradas, selecionadas por uma palavra binária de controle. Ou seja, a saída copia o estado da entrada selecionada. Um circuito elementar poderia ser comparado com uma chave de 1 polo por N (N:1) posições de entrada. A Figura 1 mostra um circuito seletor de N entradas por uma saída.

Figura 1 - Circuito seletor (N:1).

Se desejarmos ligar os dados da entrada 2 na saída, por exemplo, basta selecionarmos a posição 2 na chave seletora. E assim por diante. Porém, para se fazer isto é necessário que cada chave seletora enderece uma das saídas. A Figura 2 mostra o esquema completo de entradas, endereçamento e saída de um multiplexador.

Figura 2 - Multiplexador (N:1).

Com um circuito combinacional, podemos implementar facilmente esta tarefa de selecionar uma das entradas. A Figura 3 mostra o exemplo de um circuito lógico que implementa um MUX de 4 entradas.

Figura 3 - Multiplexador de 4 entradas.

Percebe-se claramente neste circuito, que as combinações possíveis das chaves A e B ($2^{N}=Entradas$, onde N é número de bits de endereço) selecionam somente uma das entradas I. A Tabela 1 mostra o resultado para o MUX de 4 entradas.

Tabela 1 - MUX de 4 entradas

A B	Saída
0 0	$I_{0}$
0 1	$I_{1}$
1 0	$I_{2}$
1 1	$I_{3}$

Logo, quantidade de linhas de controle depende justamente da quantidade de entradas que devem ser selecionadas. Para um MUX de 4 entradas precisamos de 2 entradas de endereçamento, pois com dois dígitos cobrimos as 4 combinações possíveis de estados de controle. Já para um MUX de 8 entradas, como o mostrado na Figura 4, precisamos de 3 entradas de endereçamento, de modo a se obter as 8 combinações de estados que definem qual entradas será a ativada. A Tabela 2 mostra a tabela verdade com as possibilidades de seleção para o MUX de 8 entradas.

Figura 4 - MUX de 8 entradas.

Tabela 2 - MUX de 8 entradas

A B C	Saída
0 0 0	$E_{0}$
0 0 1	$E_{1}$
0 1 0	$E_{2}$
0 1 1	$E_{3}$
1 0 0	$E_{4}$
1 0 1	$E_{5}$
1 1 0	$E_{6}$
1 1 1	$E_{7}$

É possível ampliar a capacidade de multiplexação de mais entradas a partir de MUX com poucas entradas. Isso permite que seja disponibilizado multiplexadores comerciais de 2, 4 , 8 ou 16 entradas e a partir deles ampliar a capacidade de multiplexação. Estes circuitos digitais são valiosos nos projetos de sistemas microprocessados, pois são amplamente utilizados para acesso a bancos de memórias e dispositivos de entrada/saída como teclados e displays. A Figura 5 apresenta um MUX de 16 canais de entrada realizado a partir de MUX de 8 entradas.

Figura 5 - MUX de 16 canais utilizando MUX de 8 entradas.

Exercício de Fixação

Construa um circuito MUX de 16 entradas a partir de MUX de 4 entradas.

(realizar em sala)

CI 74151

Este circuito TTL clássico possui 8 entradas de dados, três linhas de seleção e duas saídas, sendo uma que apresenta o sinal da entrada na forma original e a outra que o apresenta invertido. Na operação normal a entrada EN de habilitação deve ficar no nível baixo. Se esta entrada for levada ao nível alto a saída Y se mantém no nível baixo e a saída Y/ no nível alto independentemente do que acontece nas linhas de dados ou de controle. O CI 74151 é apresentado em invólucro DIL de 16 pinos com a disposição de terminais mostrada na Figura 6.

Figura 6 - CI 74151 seletor 1 de 8.

CI 74153

Este circuito integrado TTL é um duplo seletor de dados que contém dois multiplexadores de 4 entradas de dados, com duas linhas de controle que atuam ao mesmo tempo sobre os dois circuitos. Na figura 7 temos a pinagem deste componente que é apresentado também em invólucro de 16 pinos.

Figura 7 - CI 74153 com 2 MUX de 4 entradas.

Na operação normal as entradas EN devem ser mantidas no nível baixo. Com estas entradas no nível alto, a saída do multiplexador correspondente se mantém no nível baixo independentemente da entrada selecionada.

Exercício de Fixação

Realize um multiplexador de 8 entradas a partir do CI 74153.

(fazer em sala de aula)

Demultiplexadores

Naturalmente os Demultiplexadores (DEMUX) são circuitos digitais que efetuam a operação inversa dos multiplexadores, ou seja, possuem várias saídas as quais permitem receber as informações de uma única entrada, selecionadas por uma palavra binária de controle. Ou seja, a saída selecionada copia o estado da entrada. A mesma analogia de uma chave com um polo de entrada e N posições de saída pode ser usada. A Figura 8 mostra o circuito selecionador.

Figura 8 - CI 74153 com 2 MUX de 4 entradas.

Organização da próxima aula

Olá Alunos,

Até agora, nós estudamos algum projetos de codificadores e decodificadores muito utilizados em sistemas digitais, também aprendemos sobre os multiplexadores e demultiplexadores... Estudem!

Prof. Douglas A.

Referências

[1] CASAGRANDE, Jorge H. B.. Apostila: ELETRÔNICA DIGITAL 1 CAPÍTULO 3 – Circuitos Combinacionais. CEFET/SC, 2005.

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