POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Transkrypt

1 POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej Laboratorium Podstaw Telekomunikacji Ćwiczenie nr 5 Rok akademicki: Wydział: Elektryczny Studia dzienne Nr grupy: Uwagi: Temat: Multiplekser i demultiplekser Wykonawcy: Wykonania ćwiczenia Ocena: Data Oddania sprawozdania Celem ćwiczenia jest zapoznanie z układami multipleksera i demultipleksera. 1. Wiadomości teoretyczne Multipleksery Multiplekser (skrót MUX) jest układem kombinacyjnym (czyli takim, w którym stan wejść układu jednoznacznie określa stan wyjść tego układu). Multiplekser jest układem komutacyjnym (przełączającym), posiadającym n linii (wejść) informacyjnych, k wejść adresowych (zwykle n=2 k ) i jedno wyjście. Posiada również wejście sterujące działaniem układu oznaczane jako G (wejście strobujące, ang. gate). Multiplekser umożliwia wielu sygnałom wejściowym współdzielić jedno urządzenie lub zasób (np. jeden przetwornik analogowo-cyfrowy lub jedną linię komunikacyjną). Jego działanie polega na przekazaniu wartości jednego z wielu wejść na jedno wyjście, numer wejścia jest podawany na linie adresowe a 0... a k-1. Jeśli na wejście strobujące (blokujące) G podane zostanie logiczne zero, to wyjście przyjmuje określony stan logiczny (zazwyczaj zero), niezależny od stanu wejść danych i adresowych. Multiplekser (inaczej krotnica) jest urządzeniem stosowanym w telekomunikacji do zwielokrotniania sygnałów. 1/5

2 Multipleksery są oferowane w postaci układów scalonych. Na rys. 1.1 przedstawiono opis wyprowadzeń układu 74LS153 - podwójnego multipleksera 4-wejściowego. Rys Opis wyprowadzeń podwójnego multipleksera 74LS153. W tabeli 1.1 przedstawiono sposób działania multipleksera 74LS153. Tabela 1.1. Działanie multipleksera 74LS153 1 wejścia adresowe strobujące danych wyjście B A G C 0 C 1 C 2 C 3 Y Jeśli na wejściu strobującym G (negacja G) wartość logiczna sygnału równa jest 1, to stan logiczny wyjścia układu jest równy 1 i nie zależy od stanu sygnałów na wejściach C 0 -C 3, ani na wejściach adresowych A,B. Dla wartości logicznej sygnału G =0, na wyjściu Y pojawia się sygnał z jednej z linii C 0 -C 3 wybranej przez adres na wejściach A,B. 1 znak (-) oznacza dowolną wartość sygnału, 0 lub 1 2/5

3 Demultipleksery Demultiplekser jest układem posiadającym jedno wejście, n wejść adresowych oraz k wyjść (zazwyczaj k=2 n ). Jego działanie polega na połączeniu wejścia x do jednego z wyjść y i. Numer wyjścia jest określany przez podanie jego numeru na linie adresowe a 0... a n-1. Na pozostałych wyjściach panuje stan zera logicznego. Jeśli na wejście strobujące (blokujące) G (ang. gate) podane zostanie logiczne zero, to wyjścia przyjmują określony stan logiczny, niezależny ani od stanu wejścia x, ani wejść adresowych. Na rys. 1.2 przedstawiono opis układu 74LS155 - podwójnego demultipleksera jednej linii wejściowej na cztery linie wyjściowe. Rys 1.2. Opis wyprowadzeń podwójnego demultipleksera 74LS155 W tabeli 1.2 przedstawiono zależności między sygnałami wejściowymi a wyjściowymi demultipleksera. Tabela 1.2. Działanie demultipleksera 74LS155 wejścia adresowe strobujące danych wyjścia B A 1 G 1C 1Y 0 1Y 1 1Y 2 1Y Dla obu demultiplekserów wspólne są jedynie wejścia adresowe A i B. Wejścia strobujące 1 G i 2 G służą do blokowania przepływu informacji z wejścia do wyjścia, niezależnie od stanu wejść adresowych. Dla pierwszego demultipleksera, wejście jest w postaci prostej (nie zanegowanej), w drugim wejście jest negowane. 3/5

4 2. Przebieg ćwiczenia 2.1. Badanie multipleksera Kolejno na wejścia strobujące 1 G i 2 G multipleksera podać stan niski L, na wejścia stan niski L, wysoki H oraz sygnał z generatora przebiegu prostokątnego o amplitudzie około 3.5 [V], a na oscyloskopie i próbniku stanów logicznych obserwować stan wyjścia multipleksera w zależności od stanu wejść adresowych A i B (LL, LH, HL). Wyniki obserwacji zapisać w tabeli Badanie demultipleksera Kolejno na wejścia strobujące 1 G i 2G demultipleksera podać stan niski L. Obserwować na oscyloskopie oraz próbniku stanów logicznych stan kolejnych wyjść jeśli na liniach adresowych A, B pojawią się stany LL, LH, HL, HH (czyli 00,01,10,11), a na wejściu kolejno: stan niski L, stan wysoki H oraz sygnał prostokątny z generatora o amplitudzie 3.5 [V] Badanie multipleksera i demultipleksera Połączyć wyjście multipleksera w wejściem demultipleksera, a na wejścia strobujące 1 G obu układów podać stan niski L. Na wejścia multipleksera podać stan niski L, stan wysoki H oraz sygnał prostokątny z generatora o amplitudzie 3.5 [V]. Na wejścia adresowe A,B multipleksera podać kolejne adresy (LL,LH,HL), a na wejścia adresowe A,B demultipleksera podać adresy (LL,LH,HL,HH). Obserwować stan wyjść demultipleksera na próbniku stanów logicznych i na oscyloskopie. 3. Sprawozdanie Dokonać analizy zaobserwowanych stanów wyjść poszczególnych układów. Określić stan wyjścia multipleksera, stan wejść poda prowadzący, a wyniki umieścić w tabeli 3.1. Tabela 3.1. Analiza pracy multipleksera Wejście 1 G =L B A 1C 0 1C 1 1C 2 1C 3 Y Uwagi Określić stan wyjść demultipleksera, stan wejść poda prowadzący, a wyniki umieścić w tabeli /5

5 Tabela 3.2. Analiza pracy demultipleksera Wejście 1 G =L B A 1C 1Y 0 1Y 1 1Y 2 1Y 3 Uwagi Wyjście multipleksera połączone jest z wejściem demultipleksera, na wejścia strobujące 1 G obu układów podano stan niski L. Określić stan wyjść demultipleksera, stan wejść multipleksera i wejść obu układów poda prowadzący. Wyniki umieścić w tabeli 3.3. Tabela 3.3. Analiza pracy układu multiplekser-demultiplekser multiplekser demultiplekser Uwagi wejścia wejścia wyjścia B A 1C 0 1C 1 1C 2 1C 3 B A 1Y 0 1Y 0 1Y 0 1Y 0 4. Wnioski i uwagi końcowe Literatura [1] Głocki W., Układy cyfrowe, WSiP, Warszawa [2] Misiurewicz P., Podstawy techniki cyfrowej, WNT, Warszawa 1982 [3] Wilkinson B., Układy cyfrowe, Wydawnictwo WKiŁ, Warszawa /5