MUX_DEMUX

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Multiplexadores/Demultiplexadores
Sistemas Digitais – UNIFACS – 2015_2
Multiplexador
• Definição geral:
• Sistema ou dispositivo que seleciona um dos 
diversos sinais de entrada e o transfere para a 
saída
Multiplexador
Multiplexador Digital
Multiplexador Digital
• Atua como uma chave de múltiplas posições
• Controlada digitalmente por um código de 
seleção
• Seleciona uma das N entradas de dados a ser 
comutada para a saída Z
Multiplexador básico de duas entradas
Multiplexador básico de duas entradas
• O nível lógico na entrada de seleção S determina a 
porta AND a ser habilitada (1 ou 2)
• A porta OR conecta a saída da AND habilitada com a 
saída Z
• Expressão booleana da saída em função das entradas 
de dados (I0 e I1) e de seleção (S):
• As entradas I0 e I1 podem ser níveis lógicos 
fixos ou sinais lógicos variantes no tempo
• No primeiro caso, a saída Z também será um 
nível lógico fixo
• No segundo caso, a saída Z será também um 
sinal lógico variante no tempo
Aplicação
• Sistema digital que utilize dois sinais de CLOCK 
diferentes:
Multiplexador de quatro entradas
Implementação com buffers tristate
• Multiplexadores de duas, quatro, oito e 
dezesseis entradas são disponíveis 
comercialmente nas famílias CMOS e TTL.
• Esses Cis básicos podem ser combinados para 
formar multiplexadores com um número 
maior de entradas.
Multiplexador de oito entradas
Multiplexador de dezesseis entradas
• A entrada S3 determina o MUX habilitado.
• Quando S3 = 0, o MUX superior é habilitado e 
S2S1S0 determinam a entrada de dados 
transmitida para saída X, passando pela porta 
OR.
MUX quádruplo de duas entradas
MUX quádruplo de duas entradas
• Os subscritos a,b,c e d representam os quatro 
bits de um número binário.
• I1 e I0 representam os dois números de entrada, 
com quatro bits cada um.
• Z representa o número de saída de quatro bits.
MUX quádruplo de duas entradas
1)
2)
3)
Aplicações de multiplexadores
• Seleção de dados
• Roteamento de dados
• Sequenciamento de operações
• Conversões paralelo-série
• Geração de formas de onda
• Geração de funções lógicas
Roteamento de dados
Roteamento de dados
• Rotear dados de diversas fontes para um 
mesmo destino.
• No caso, seleciona e apresenta o conteúdo de 
dois contadores BCD usando um único 
conjunto decodificador/driver e display de 
LEDs.
Roteamento de dados
• Entrada de controle SELECIONA_CONTADOR
• Relógio digital com diversos contadores 
responsáveis por segundos, minutos, horas, 
dias, alarme, etc.
• Compartilham um número limitado de 
decodificadores/drivers e displays.
Roteamento de dados
• Economia de conexões, decodificadores/drivers
e displays.
• Diminuição do consumo de potência, uma vez 
que estes circuitos lógicos absorvem muita 
corrente da fonte.
• Desvantagem: apenas um contador pode ser 
apresentado no display de cada vez.
Roteamento de dados
• Alternativamente, implementação com chaves 
mecânicas.
• Quantidade e complexidade das conexões e o 
tamanho físico são desvantajosos em relação à 
implementação com multiplexadores digitais.
Conversão paralelo-série
Conversão paralelo-série
• Muitos sistemas digitais processam dados binários 
no formato paralelo (todos os bits simultaneamente 
porque é mais rápido.
• Porém a transmissão de dados em longas distâncias 
é feita no formato serial (um bit de cada vez).
• Um método de realizar a conversão paralelo-série
entre formatos de dados é utilizando 
multiplexadores.
Conversão paralelo-série
• Os dados nas saídas do registrador X estão no formato 
paralelo.
• Um contador de é usado para 
gerar os bits do código de seleção , de modo que 
ele vá de 000 a 111 à medida em que os pulsos do clock
forem aplicados.
• Assim, durante o primeiro período de clock, a saída Z do 
MUX será , durante o segundo período e assim 
por diante. 
Conversão paralelo-série
• A saída Z é uma forma de onda que é a representação 
serial do dado paralelo de entrada (dado na saída do 
registrador).
• No exemplo são mostradas as formas de onda para
• Este processo de conversão ocorre em 8 ciclos de 
CLOCK e (LSB) é transmitido em primeiro lugar. 
Geração de funções lógicas
• Diretamente da tabela-verdade sem simplificação.
• Entradas de seleção do MUX usadas como as variáveis 
lógicas de entrada da tabela.
• Cada dado de entrada do MUX é conectado 
permanentemente em “0” ou “1”, de forma a satisfazer a 
tabela.
• Desta maneira, as variáveis de entrada da tabela 
determinam , através do endereçamento do MUX, os 
valores de saída , de forma a satisfazer a lógica da tabela.
• Uma tabela-verdade de N variáveis é implementada por 
um multiplexador de entradas.
• Esse método é frequentemente mais eficiente do que 
usar portas lógicas separadas.
• Por exemplo, a expressão (que 
não pode ser simplificada) necessitaria de 3 inversores 
e 4 NANDs de 3 entradas , um total de 3 Cis.
• Porém o mais importante a respeito do uso de 
multiplexadores para implementar uma expressão de 
soma de produtos é que a função lógica é trocada 
apenas substituindo-se os 1s e 0s das entradas dos 
multiplexador.
• Portanto, um multiplexador pode ser usado como um 
dispositivo lógico programável (PLD).
• Muitos PLDs usam essa estratégia em blocos de 
hardware chamados LUT (look-up tables).
Demultiplexadores
• Também chamados de distribuidores de dados.
• Realiza a operação inversa dos multiplexadores.
• Recebe uma entrada e a distribui para várias 
saídas.
• O código de entrada de seleção determina para 
qual saída o dado de entrada será transmitido.
Demultiplexador de 1 para 8 linhas
• Distribui 1 linha de entrada para 8 de saída.
• A única linha de entrada de dados é conectada 
nas 8 portas AND, mas apenas uma será 
habilitada pelas linhas de entrada de SELEÇÃO
Sistema de monitoração 
de segurança
• O estado ABERTO ou FECHADO de várias portas deve ser 
monitorado
• Cada porta controla o estado de uma chave.
• O estado de cada chave é mostrado por meio de LEDs em 
um painel remoto de monitoração.
• Isto exigiria a instalação de uma grande quantidade de 
fios por uma longa distância.
• Um outra solução que reduziria a quantidade de fios é a 
combinação MUX/DEMUX.
• As chaves das 8 portas são entradas de dados do MUX, 
que geram nível ALTO quando a porta estiver aberta e 
nível BAIXO quando estiver fechada.
• O contador de 0 a 7 gera as entradas de seleção no MUX 
e no DEMUX simultaneamente.
• Cada saída do DEMUX está ligada a um LED, que acende 
quando a saída estiver em nível baixo.
• Os pulsos de CLOCK aplicados ao contador fazem com 
que as entradas de seleção passem por todos estados 
possíveis de 000 a 111.
• Em cada número do contador o estado da chave da 
porta que tem o mesmo número do contador passa 
para a saída Z. Esta saída é transmitida para a 
entrada do DEMUX, que passará para a saída 
correspondente.
• Se quando o contador estiver na contagem 110 (6), a 
porta 6 estiver fechada, o nível BAIXO em I6 aparece 
invertido na saída Q6 do DEMUX e o LED 6 fica 
apagado.
• Se a porta estiver aberta, o LED 6 acende.
• Neste momento, os outros LEDs estão apagados.
• À medida em que o contador passa por todos os 8 
estados de 000 a 111, os LEDs indicarão em 
sequência os estados das 8 portas.
• Se uma porta estiver aberta, o LED correspondente 
permanecerá aceso apenas nointervalo de tempo 
em que o contador estiver na contagem apropriada.
• Portanto ele ficará piscando enquanto a porta 
correspondente estiver aberta.
• Observe que existem apenas 4 linhas de sinais indo 
dos sensores das portas até o painel remoto de 
monitoração.
• Isto representa uma economia de 4 linhas (50%) 
quando comparada à alternativa de uma linha para 
cada porta.
• O estado de cada porta é transmitido para o painel 
remoto, um em cada instante (serialmente) em vez 
de todos de uma só vez (paralelamente).
• Sugestão de exercícios: TOCCI Cap_9 : 
Exercícios 9.27 a 9.43 (exceto 9.28, 9.37, 9.38, 
9.39 e e 9.40)