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Multiplexadores Prof. Edward David Moreno edwdavid@gmail.com Circuitos Digitais II 1 Multiplexador � Também conhecido como MUX, é um circuito lógico que recebe diversos dados digitais de entrada e seleciona um deles, em um determinado instante, para transferí-lo para a saída . Saída MUX IN-1 I0 I1N entradas Entrada de Dados Entrada de SELEÇÃO N=2M = # entradas de dados M = # entradas de seleção 2 Multiplexador 2x1 3 MUX 4x1 4 MUX 8x1 5 Características � Multiplexadores de 2, 4, 8 e 16 entradas estão prontamente disponíveis nas famílias lógicas. � Ex: 74ALS151 = MUX 8x1 � Estes CIs básicos podem ser combinados para formar MUXes com um número maior de entradas. 6 MUX 16x1 � MUX 16x1 usando dois de 8x1 Habilita/Desabilita CI MSB – Mais significativo 7 MUX 16x1 � O circuito anterior usa dois CIs 74HC151, um inversor e uma porta OR. � O circuito tem um total de 16 entradas de dados, oito aplicadas em cada MUX. As duas saídas do MUX são combinadas em uma porta OR para gerar uma única saída X. � O circuito funciona como um MUX de 16 entradas. As quatro entradas de seleção S3 S2 S1 S0 selecionam uma das 16 entradas para transferí-la para a saída X. 8 MUX 16x1 � A entrada S3 determina o MUX que é habilitado. Quando S3 = 0, o MUX da parte superior é habilitado, e as entradas S2 S1 S0 determinam a entrada de dados que será transmitida para a saída passando pela porta OR até X. � Quando S3 = 1, o MUX da parte inferior é habilitado, e as entradas S2 S1 S0 selecionam uma das entradas de dados para passar para a saída X. 9 Aplicações de MUXes � Circuitos multiplexadores encontram numerosas e diversas aplicações em sistemas digitais de todos os tipos. � Essas aplicações incluem: � Seleção de Dados � Roteamento de Dados � Sequenciamento de Operações � Conversões Série-Paralelo � Geração de Formas de Onda � Geração de Funções Lógicas � Outros 10 Aplicação (Roteamento de Dados) � Sistema para mostrar dois contadores BCD de mais de um dígito, sendo um contador de cada vez. � Uso de um único conjunto de: � Decodificador/driver � Display e Leds � SELECIONA=1, contador 1 habilitado 11 Aplicação (Conversão Paralelo-Série) � Muitos sistemas processam dados binários de forma paralela. � Entretanto, quando se transmitem dados em distâncias relativamente longas, a configuração paralela não é desejável porque é necessário um grande número de linhas para transmissão. 12 Aplicação (Conversão Paralelo-Série) � Os dados são apresentados no formato paralelo na saída do registrador X e colocados nas 8 entradas do MUX. � � Um contador de 3 bits (módulo 8) é usado para gerar os bits do código de seleção S2 S1 S0 de modo que ele cicle de 000 a 111 à medida que os pulsos de clock forem aplicados. � Desse modo, a saída do MUX será X0 durante o primeiro período de clock; X1 durante o segundo e assim por diante. � A saída Z é uma forma de onda que é a representação serial do dado paralelo de entrada. � A conversão gasta um total de 8 ciclos de clock. 13 Aplicação � MUX usado para implementar a função lógica da tabela ao lado 14 Exercício � Implementar um MUX 2x1 em VHDL usando as 4 estruturas de programação: � Portas lógicas e If Then Else � CASE e With Select � Implementar um MUX 8x1 em VHDL e de forma gráfica � Implementar um conversos paralelo-série. 15 Demultiplexadores Prof. Edward David Moreno Circuitos Digitais II 16 Demultiplexador � Ou simplesmente DEMUX, é um circuito lógico que realiza a operação inversa do MUX. Isto é, ele recebe uma única entrada e a distribui para várias saídas. � Em outras palavras, o DEMUX recebe uma fonte de dados e a distribui seletivamente para 1 dos N canais de saída como se fosse uma chave de várias posições. 17 DEMUX N=2M = # saída de dados M = # entradas de seleção 18 DEMUX de 1 para 8 19 Decodificador operando como DEMUX � Decodificador 74ALS138 pode funcionar como DEMUX com E1 usada como entrada de dado. 20 Sistema Síncrono de Transmissão de Dados 21 Exercício � Implementar um DEMUX 1x2 usando as 4 estruturas de programação � Implementar um DEMUX 8x1 em VHDL e o circuito digital � Validar usando a ferramenta do Quartus 22 Referências � Material da disciplina “Circuitos Digitais”, Prof. Abel Guilhermino, 2006. UFPE. � Projeto, Prototipação e Desempenho de Sistemas Digitais em FPGAs. Edward Moreno et Al. Editora Bless, 2003. � Sistemas Digitais. Tocci. Editora Makron Bokks, 2009. � Sistemas Digitais. J. Ueymura. Ed. Thompson, 2002. 23
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