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Circuitos Multiplexadores e Demultiplexadores

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SÃO PAULO 
 
 
DANIEL RONEI DE SÁ – 1575031 
LEONARDO BAGGIO – 1572083 
MATHEUS BATISTA – 1575058 
 
 
 
CIRCUITOS MULTIPLEXADORES E 
DEMULTIPLEXADORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2° SEMESTRE 2016 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisitoparcial para obtenção de aprovação na 
disciplina T3LD1 – Laboratório de Eletrônica 
Digital 1, no Curso de Engenharia Eletrônica, no 
Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia de São Paulo. 
Prof. Me. Alexandre de Jesus Aragão 
 
1. OBJETIVO 
 Verificar o funcionamento dos circuitos multiplexador e demultiplexador, efetuar 
a montagem dos mesmo com a utilização de portas lógicas. 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Um multiplexador digital ou seletor de dados é um circuito lógico que aceita 
diversos dados digitais de entrada e seleciona um deles, em certo instante, para a saída. O 
roteamento do sinal de entrada desejado para a saída é controlado pelas entradas de 
seleção (frequentemente chamadas de entradas de endereço). A figura 1 mostra o 
diagrama funcional de um multiplexador digital geral. 
 
Figura 1 – Diagrama funcional de um multiplexador (MUX) digital. 
 
 As entradas e saídas são desenhadas como setas mais largas em vez de linhas; isto 
indica que elas podem, na verdade, representar mais do que uma linha de sinal. O 
multiplexador atua como uma chave digital controlada de várias posições, onde o código 
digital aplicado nas entradas de seleção controla qual entrada de dados será chaveada para 
a saída. Por exemplo, a saída Z será igual à entrada de dados I0 para um determinado 
código de seleção; e assim por diante. Em outras palavras, um multiplexador seleciona 1 
entre N dados de entrada e transmite o dado selecionado para um único canal de saída. 
Isto é chamado de multiplexação. 
 A figura 2 mostra o diagrama lógico para o multiplexador de oito entradas 74151 
(74LS151, 74HC151). Este multiplexador tem uma entrada de habilitação ܧത e fornece 
tanto à saída normal quanto a saída invertida. Quando ܧത = 0, as entradas de seleção S2, 
S1, S0 selecionarão uma das entradas de dados (de I0 a I7) para passar para a saída Z. 
Quando ܧത = 1, o multiplexador está inibido, de modo que Z = 0, não importando o código 
de seleção de entrada. Esta operação está resumida na tabela 1 e o símbolo lógico do 
74151 é mostrado na Figura 3. 
 
 
Figura 2 – Diagrama lógico para o multiplexador 74151. 
 
Tabela 1 – Tabela-verdade de um MUX de oito entradas. 
 
 
 
Figura 3 – Símbolo lógico do MUX de 8 entradas (74151). 
 
 Um demultiplexador (DEMUX) ou distribuidor de dados realiza a operação 
inversa: ele recebe uma única entrada e a distribui por várias saídas. A figura 4 mostra o 
diagrama funcional para um demultiplexador digital. As setas largas para as entradas e 
saídas podem representar uma ou mais linhas. O código de seleção de entrada determina 
para qual saída à entrada de dados será transmitida. Em outras palavras, o demultiplexador 
recebe uma fonte de dados e seletivamente distribui para 1 entre N canais de saída, como 
se fosse uma chave de várias posições. 
 
 
Figura 4 – Demultiplexador genérico. 
 
 A figura 5 mostra o diagrama lógico para um demultiplexador que distribui uma 
linha de entrada para oito linhas de saída. A única linha de entrada de dados I é conectada 
em todas as portas AND, mas somente uma destas portas será habilitada pelas linhas de 
seleção de entrada. Por exemplo, com S2S1S0 = 000, apenas a porta AND 0 estará 
habilitada, e a entrada de dados I aparecerá na saída O0. Outros códigos de seleção fazem 
a entrada I alcançar as outras saídas. A tabela 2 resume a operação. 
 
 
 
Figura 5 – Demultiplexador de 1 para 8 linhas. 
 
Tabela 2 – Tabela-verdade de um DEMUX de 1 para 8 linhas. 
 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
3.1Material Utilizado 
 01 Circuito Integrado 7404 (Porta NOT – MED52). 
 01 Circuito Integrado 7408 (Porta AND – MED50). 
 01 Circuito Integrado 7432 (Porta OR – MED50). 
 02 Circuitos Integrados 4051 (Mux-Demux de 8 canais – MED10). 
 01 Fonte de alimentação DC (LEG2000). 
 01 Osciloscópio. 
 01 Gerador de Funções. 
 02 Cabos para osciloscópio. 
 Led’s e resistores para monitoramento dos níveis lógicos (LEG2000). 
 
 
3.2 Procedimentos Experimentais 
 A primeira etapa do experimento foi a montagem de um circuito Mux de 2 
entradas utilizando uma porta NOT, duas portas AND e uma porta OR, vide figura 6. 
Com a montagem realizada, foi retirada sua tabela verdade de S em função deG଴, I଴ e Iଵ, 
conforme Tabela 3. 
 
 
Figura 6 – Mux de 2 Entradas. 
Tabela 3 – Tabela verdade doMux de 2 entradas. 
۵૙ ۷૙ ۷૚ S 
0 0 0 0 
0 0 1 0 
0 1 0 1 
0 1 1 1 
1 0 0 0 
1 0 1 1 
1 1 0 0 
1 1 1 1 
 
 Ainda com o mesmo circuito da figura 6, foi conectado um gerador de funções 
com onda quadrada e frequência de 500Hz em G଴, conforme figura 7, e então foi medido 
e anotado as formas de onda na saída sincronizadas em relação a G଴ para todas as 
situações possíveis de I଴ e Iଵ, conforme gráfico 1. 
 
Figura 7 - Mux de 2 Entradas com gerador de onda quadrada ligado emG଴. 
G0
I0
I1
S
G0
I0
I1
S
V1
500Hz 
5V 
 
Gráfico 1 – Formas de ondas na saída sincronizadas em relação aG଴ 
 A etapa seguinte do experimento foi a montagem de um circuito Demux de 2 
entrada, a partir de uma porta NOT e duas portas AND, conforme figura 8. Com a 
montagem realizada, foi retirada sua tabela verdade de ܵ଴ e Sଵ em função de G଴ e I, 
conforme Tabela 4. 
 
Figura 8 –Demux de 2 saídas. 
 
 
G0
S0
S1
I
Tabela 4 – Tabela verdade do Demux de 2 saídas. 
۵૙ I ܁૙ ܁૚ 
0 0 0 0 
0 1 1 0 
1 0 0 0 
1 1 0 1 
 
Ainda com o mesmo circuito da figura 8, foi conectado um gerador de funções 
com onda quadrada e frequência de 500Hz em G଴ e outro com frequência de 1kHz em I, 
conforme figura 9, e então foi medido e anotado, conforme gráfico 2, as formas de onda 
na saída sincronizadas em relação a G଴(sincronizadas). 
 
Figura 9 - Demux de 2 Saídas com gerador de onda quadrada ligado emG଴ e I. 
 
 
Gráfico 2 – Formas de ondas nas saídas sincronizadas em relação a G଴ e I. 
G0
S0
S1
I
500Hz 
5V 
1kHz 
5V 
 
 Em seguida foi interligado os dois circuitos das figuras 6 e 8, conforme figura 10, 
e então foi retirado sua tabela verdade das saídas S଴ e Sଵ em função de G଴, I଴ e Iଵ, vide 
Tabela 5. 
 
Figura 10 – Conjunto Mux-Demux de 2 entradas. 
 
Tabela 5 – Tabela verdade do Mux-Demux de 2 entradas. 
۵૙ ۷૙ ۷૚ ܁૙ ܁૚ 
0 0 0 0 0 
0 0 1 0 0 
0 1 0 1 0 
0 1 1 1 0 
1 0 0 0 0 
1 0 1 0 1 
1 1 0 0 0 
1 1 1 0 1 
 
Ainda com o mesmo circuito da figura 10, foi conectado um gerador de funções 
com onda quadrada e frequência de 500Hz em G଴, vide figura 11, e então foi medido e 
anotado as formas de onda na saída sincronizadas em relação a G଴ para todas as situações 
possíveis de I଴ e Iଵ, sendo o gráfico 3 para a saída S଴ e o gráfico 4 para a saída Sଵ. 
 
 
G0
I0
I1
S
G0 S0
S1
I
 
 
Figura 11 – Mux-Demux de 2 Entradas com gerador de onda quadrada ligado em G଴. 
 
 
Gráfico 3 – Formas de ondas nas saídas sincronizadas em relação a G଴ para saída S଴. 
 
G0
I0
I1
S
G0 S0
S1
I
500Hz 
5V 
 
Gráfico 4 – Formas de ondas nas saídas sincronizadas em relação a G଴ para saída Sଵ. 
A última etapa do experimento foi a utilização do multiplexador 4051 para gerar 
a função S = B + ACതതതതതത, onde sua tabela verdade experimental pode ser vista na Tabela 6 
e suatabela verdade teórica pode ser vista na Tabela 7. 
 
Tabela 6 – Tabela verdade experimental do Multiplexador 4051. 
ۯ ۰ ۱ ܁ 
0 0 0 1 
0 0 1 0 
0 1 0 1 
0 1 1 1 
1 0 0 0 
1 0 1 1 
1 1 0 1 
1 1 1 1 
 
 
Tabela 7 – Tabela verdade teórica do Multiplexador 4051. 
ۯ ۰ ۱ ۯ۱ ۯ۱തതതതതത ۰ + ۯ۱തതതതതത 
0 0 0 0 1 1 
0 0 1 1 0 0 
0 1 0 0 1 1 
0 1 1 1 0 1 
1 0 0 1 0 0 
1 0 1 0 1 1 
1 1 0 1 0 1 
1 1 1 0 1 1 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 Para o primeiro circuito montado, o circuito da figura 6, obtemos que quando ܩ଴ =
0 a saída será ܫ଴ e quando ܩ଴ = 1 a saída será ܫଵ, portanto foi simulado um multiplexador 
tendo como entradas ܫ଴ e ܫଵ, e chave de controle ܩ଴. Ao conectar ܩ଴ à um sinal digital de 
500Hz, obtemos diferentes sinais de saída para cada situação de ܫ଴ e ܫଵ, inicialmente, para 
ܫ଴ = 0 e ܫଵ = 0 resultou em nível 0 constante na saída, para ܫ଴ = 0 e ܫଵ = 1 a saída se 
manteve como o sinal de ܩ଴, para ܫ଴ = 1 e ܫଵ = 0 a saída transmitiu o sinal ܩ଴ invertido 
e para ܫ଴ = 1 e ܫଵ = 1 a saída se manteve em nível lógico 1. 
 Na etapa seguinte, em que foi montado o circuito da figura 8, obtemos a simulação 
de um demultiplexador de uma entrada e um controle que nos forneceu duas saídas, sendo 
ܵଵ uma saída que fornece a operação AND entre a entrada e o controle e ܵ଴ é a entrada I 
quando ܩ଴ = 0, mas 0 quando ܩ଴ = 1. Ao conectar ܩ଴ à um sinal digital de 500Hz e I à 
um sinal de 1kHz, percebemos que os sinais de saída ܵ଴ e ܵଵ ficaram com frequências 
iguais, porém deslocadas em fase. 
 Após análise dos circuitos separadamente, conectamos a saída do circuito da 
figura 6 na entrada do circuito da figura 8 e um sinal digital de 500Hz em ܩ଴, assim 
observamos que na saída ܵ଴ teremos nível lógico 0 constante nas situações em que ܫ଴ = 0 
e ܫଵ = 0, ܫ଴ = 0 e ܫଵ = 1 e um sinal digital inverso ao de ܩ଴ nos casos em que ܫ଴ = 1 e 
ܫଵ = 0, ܫ଴ = 1 e ܫଵ = 1. Já para saída ܵଵ teremos nível lógico 0 constante nas situações 
em que ܫ଴ = 0 e ܫଵ = 0, ܫ଴ = 1 e ܫଵ = 0, e um sinal digital igual a ܩ଴ nos casos em que 
ܫ଴ = 0 e ܫଵ = 1, ܫ଴ = 1 e ܫଵ = 1. 
 Na última etapa, em que foi proposto a utilização de um multiplexador para 
executar a função S = B + ACതതതതതത, foi possível montar as tabelas verdade teórica e 
experimental sem dificuldades, tal como a montagem do procedimento, sendo importante 
lembrar que o pino INH é uma inibidora de input, quando o sinal nela é 1 (High) ela irá 
desabilitar todos os canais de entrada do multiplexador, logo, quando ela é ligada temos 
que a saída de todos os canais será 0, então temos de estar atentos a este pino. 
 
5. QUESTÕES 
1) Desenhe o esquema de um circuito que implemente a função OU-EXCLUSIVO 
utilizado multiplexador. 
 Para função “Ou-exclusivo” (XOR) temos a tabela verdade descrita na tabela 8 e 
representação através de multiplexador mostrada na figura 12: 
Tabela 8 – Tabela verdade XOR 
 
 
Figura 12 – Multiplexador para função XOR. 
 Há também uma representação alternativa da tabela verdade e do multiplexador, 
mostrados na tabela 9 e figura 13 respectivamente. 
 
 
 
Tabela 9 – Representação alternativa p/ tabela verdade da função XOR. 
 
 
Figura 13 – Representação alternativa de um multiplexador em função XOR. 
 Já a figura 14 mostra um circuito lógico combinacional feito com portas lógicas a 
fim de exemplificar o funcionamento interno do multiplexador para função XOR. 
 
Figura 14 – Circuito multiplex para função XOR. 
2) Explique o que significa um problema de “race” em um circuito digital. 
 “Race” ou condição de corrida é um problema que ocorre quando dois ou mais 
sistemas de circuitos lógicos combinacionais estão conectados e devido ao delay de 
resposta de cada CI há um atraso nas “linhas” que interligam os sistemas, portanto em 
algum momento, depois de um período de oscilação, uma das portas poderá estar atrasada 
ou adiantada o suficiente para tornar o circuito estável. 
3) Pesquisar o datasheet do circuito integrado 4051 e fazer um resumo das suas principais 
características. 
 O circuito integrado 4051 é um multiplexador de 8 canais com 3 entradas de 
controle e pino inibidor, opera com sinais digitais e analógicos, pode trabalhar em 
temperaturas dentro da faixa de -55°C a 125°C, feito em 4 tipos diferentes de 
encapsulamento (CERAMIC DIP, PDIP, SOIC e TSSOP), na tabela 10 é descrito sua 
tabela verdade: 
Tabela 10 – Tabela verdade do CI 4051. 
 
 A disposição dos pinos deste CI é mostrada na figura 15. 
 
 
Figura 15 – Pinos do CI 4051. 
 Este multiplexador é um componente da família CMOS e opera com tensões de 
3V a 20V. 
 
6. CONCLUSÃO 
Temos que um multiplexador (MUX) é um dispositivo que seleciona as 
informações de duas ou mais fontes de dados num único canal. É utilizado em situações 
onde o custo de efetuação de canais separados para cada fonte de dados é maior que o 
custo e a inconveniência de utilizar as funções de multiplexação/demultiplexação. Por 
exemplo, um moderno sistema de som estéreo pode ter uma chave que seleciona música 
de uma das quatro fontes: fita cassete, CD, toca disco ou um rádio. A chave seleciona um 
dos sinais eletrônicos de uma destas quatro fontes e o envia para o amplificador de 
potência e os alto-falantes. De um modo simplificado, isso é o que um MUX faz, ele 
seleciona uma entre vários sinais de entrada e o envia para a saída. 
 Já o demultiplexador (DEMUX), efetua a função inversa do multiplex, ou seja, 
transmite informações contidas em uma linha para uma das várias linhas ou canais 
disponíveis, ele é um circuito combinacional dedicado com a finalidade de selecionar, 
através das variáveis de seleção, qual de suas saídas deve receber a informação presente 
em uma única entrada. 
 Podemos concluir que o MUX e o DEMUX juntos, são muito utilizados na 
transmissão e recepção de informações digitais (ou dados). Esta importância é dada pelo 
fato de se dispor, frequentemente, de apenas um canal de comunicação para a transmissão 
de informações de diferentes fontes, que pode ser realizada pelo Mux, e recepção de 
várias informações em intervalos de tempo diferentes por um único canal de 
comunicação, que podem ser separadas por um Demux para serem enviadas a sistemas 
digitais diferentes. Em ambos os casos as variáveis de seleção do Mux e do Demux devem 
estar sincronizadas para que uma informação chegue ao destino certo ou para que a 
recuperação de uma informação transmitida serialmente seja correta. Fica claro também, 
que o tempo é importante quando se pensa em transmissão e recepção de informações 
multiplexadas. 
7. BIBLIOGRAFIA 
CAPUANO, Francisco G.; IDOETA, Ivan Valeije. Elementos de Eletrônica Digital. 40ª 
ed. São Paulo: Érica, 2000. 
TOCCI, R.J. &WIDMER,N.S.Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11a ed, 
Prentice-Hall, 2011.

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