5 Relatório Mux

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
CIRCUITOS DIGITAIS
Unidade Praça XI - Turma nº 3003
Experiência nº 05 – Multiplexador
 Professor: Odair da Silva Xavier 
 Alunos: Bruna dos Santos Barbosa - 201408310571
 Edson Vieira de Araujo - 201408091577
 Jailson Mendes Tenório – 201408055971
 Patrícia Guedes – 201408090139
 Eduardo frez dos santos- 200902051371
 
Rio de Janeiro, 07 de novembro de 2016.
SUMÁRIO
Objetivo............................................................................................................................3
Resumo.............................................................................................................................3
Introdução Teórica............................................................................................................3
Procedimento Experimental ...........................................................................................12
4.3.1 Experiência 01....................................................................................................15
Experiência 02....................................................................................................16
Experiência 03....................................................................................................17
Experiência 04....................................................................................................18
Experiência 05....................................................................................................19
Resultados e Discussão....................................................................................................20
Conclusão ........................................................................................................................20
Referências bibliográficas................................................................................................20
OBJETIVO
Verificar na prática a utilidade de circuitos multiplexadores na solução de problemas e implementar funções lógicas utilizando multiplexadores. Seleciona as informações de duas ou mais fontes de dados num único canal. São utilizados em situações onde o custo de implementação de canais separados para cada fonte de dados é maior que o custo e a inconveniência de utilizar as funções de multiplexação/demultiplexação.
RESUMO
Nesta experiência apresentamos a utilização dos circuitos multiplexados na resolução de soluções, com interesse em testar o funcionamento das combinações de entrada possíveis. Para a realização desta experiência foram utilizados os circuitos integrados 7404, 7411 e 7425 e no multiplexador construído geramos as funções lógicas que foram solicitadas, foi comprovado que a implementação do multiplexador pode ser aplicada com mais ou menos CI’s onde é avaliado o custo e a agilidade dos circuitos desejados.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
O multiplexador ou Mux é um circuito combinacional dedicado com a finalidade de selecionar, através de variáveis de seleção, uma de suas entradas, conectando-a eletronicamente a uma única saída. Esta operação é denominado multiplex ou multiplexação, que significa seleção e tanto as entradas como a saída são denominadas também de canais de entrada e saída. Como exemplo, quando se escolhe um canal de televisão através do controle remoto se efetua na verdade uma seleção entre as várias emissoras existentes. As emissoras correspondem às entradas, a tela de TV à saída e o controle remoto faz a função do Mux. Pode-se fazer uma analogia com uma chave de seleção de várias entradas e uma saída:
Um Mux pode ser representado pelo modelo abaixo:
No Mux, o número de entradas está relacionado com o número de variáveis de seleção, ou seja: 
n = 2m
n - número de canais de entrada;
m - número de variáveis de seleção. 
Como exemplo, um Mux com duas variáveis de seleção (m=2) pode ser codificado de quatro modos diferentes (00, 01, 10, 11) e possui, portanto, quatro canais de entrada (n=22 =4). Com três variáveis de seleção (m=3) pode ser codificado de oito modos diferentes (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) possuindo oito canais de entrada (n=23=8).
Dentre as inúmeras aplicações nos sistemas digitais podemos citar: 
Seleção de informações digitais para um determinado circuito; 
Seleção de informações digitais para serem transmitidas a um outro sistema digital;
Serialização de informações de vários bits; 
Implementação de expressões booleanas. 
 MUX de Dois Canais
Um Mux de dois canais ou entradas precisa de apenas uma variável de seleção, pois: 
n = 2m = 21 = 2
Como a seleção das entradas não depende do nível lógico das mesmas a tabela-verdade que representa o funcionamento deste multiplexador deve ter na mesma coluna da saída, ao invés de níveis lógicos, o nome das variáveis de entrada:
Onde: 
En - entradas;
 A - Variável de seleção;
 S - Saída. Expressão booleana da saída:
S = A̅.E₀ + A.E₁
Circuito lógico do Mux de dois canais:
Cabe observar que os índices das entradas representam no sistema decimal os códigos das variáveis de seleção correspondentes no sistema binário e, portanto, é mais importante sempre destacar qual variável é a mais significativa (MSB) e qual é a menos significativa (LSB).
 
3.2. MUX de Quatro Canais 
Um Mux de quatro canais ou entradas precisa de duas variáveis de seleção, pois:
n = 2m = 22 = 4
Onde: 
En - entradas; 
A e B - variáveis de seleção; 
S - saída. Expressão booleana da saída: 
S = A̅.B̅.E0 + A̅.B.E1 + A. B̅.E2 + A.B.E3
Circuito lógico do Mux de quatro canais:
3.3. MUX de Oito Canais
A representação, a tabela verdade e o processo para o projeto de multiplexadores de dezesseis canais é similar ao de oito canais, incrementando-se o número de entradas e o número de variáveis de seleção (A, B, C, e D).
3.4. Associação de Multiplexadores
Os multiplexadores podem ser encontrados prontos em circuitos integrados comerciais, mas o número de entradas é limitado em cada CI. Quando se necessita de um Mux com uma quantidade de canais de entrada maior do que os encontrados comercialmente ou quando é necessário multiplexar vários canais simultaneamente, basta fazer a associação conveniente de vários multiplexadores de forma a ampliar o número de canais de entrada para uma única saída ou ampliar o número de saídas para se obter mais de um canal de entrada ativo simultaneamente.
3.5. Associação paralela de multiplexadores:
Esta associação é importante quando se necessita selecionar informações digitais de vários bits simultaneamente. Para isto, basta utilizar um Mux com um número de canais de entrada igual ao número de informações a serem multiplexadas sendo o número de Mux’s igual ao número de bits destas informações. 
Exemplo: Deseja-se multiplexar quatro informações diferentes (E1, E2, E3 e E4) cada uma composta de 3 bits (E11, E12, E13; E14, E15, E23,...) para que apenas uma informação de 3 bits esteja na saída. O circuito de multiplexação pode ser implementado com 3 Mux de quatro entradas cada:
3.6. Associação série de multiplexadores:
 Esta associação é uma ampliação da capacidade dos canais de entrada, consiste em uma variação da associação paralela pois para ampliar a capacidade de canais de entrada, basta multiplexar os Mux de entrada através de um Mux de saída.
 Exemplo: Deseja-se obter um Mux de 16 canais utilizando apenas Mux de quatro canais. Para isto, basta utilizar um Mux de saída multiplexando 4 Mux de entrada:
Note que as variáveis de seleção do Mux resultante são A, B, C e D, sendo a variável A o bit mais significativo (Mux de saída) e a variável D o Bit menos significativo (Mux de entrada).
3.7.Implementação de Expressões Booleanas
Com um único Mux é possível implementar uma expressão booleana cujo circuito lógico necessitaria de várias portas lógicas, ou seja, vários circuitos para ser implementado. Isto é possível utilizando-se as variáveis de seleção do Mux como as variáveis independentes de um circuito lógico, montando normalmente a tabela verdade para todas as combinações possíveis de valores destas variáveis e o resultado na saída. Como o Mux pode possuir várias entradas, efetua-se a combinação das entradas para produzir o resultado desejado na saída de acordo com os valores das variáveis de seleção. Como exemplo, utilizaremos a expressão.
S = A̅.B̅ + A̅ .B̅
1º Passo: elabora-se a tabela verdade para a expressão e a variável de saída.
2º Passo: adicionar as entradas do Mux para cada saída desejada
3º Passo: efetuar a interligação das entradas do Mux de acordo com os valores das variáveis de seleção (variáveis independentes) e a saída.
Nos casos em que o número de variáveis independentes da expressão lógica for maior que o número de variáveis de seleção do Mux, pode-se utilizar um artifício como no exemplo a seguir o qual mostra a implementação da expressão lógica abaixo com um Mux de 8 canais. 
S = A.C̅.D̅ + A̅.B.D̅ + A.B̅.D + A̅.C̅.D
Como a expressão lógica possui quatro variáveis independentes (A, B, C e D) e o Mux possui somente três variáveis de seleção (8 canais), é preciso relacionar as três variáveis mais significativas da expressão com as variáveis de seleção, e a variável independente restante atua como uma variável auxiliar do circuito. Neste caso as variáveis mais significativas são A, B e C e a variável auxiliar é D. Então, compara-se para cada duas linhas subsequentes da tabela verdade o valor da saída com o valor da variável auxiliar, obtendo-se uma relação lógica da saída com esta variável.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Nesta prática iremos verificar a utilidade de multiplexadores na solução de problemas e implementar funções lógicas utilizando multiplexadores.
4.1. Material utilizado
Uma fonte Vcc (MPC-303DI);
Um voltímetro digital (Minipa);
Jumpers;
05 LED;
Placa Prot-o-Board (Minipa);
04 CI ‘s (circuitos integrados utilizados).
1 CI 7404 
2 CI´s 7411 
1 CI 7425
4.2. Prática 
Projetar um circuito lógico que faça a função de multiplexador de 4 canais para 1 (4X1) 
Utilizando os três CI´s citados acima, construir um multiplexador 4X projetado no item 1, em matriz de contatos (prot-o-board).
Utilizar o multiplexador construído para gerar as seguintes funções lógicas. 
Testar seu funcionamento. 
Utilizar o multiplexador construído para gerar a seguinte função lógica 
S= A̅.B + A.B̅ + B.C + A.C
 
S= .B+A.+B.C+A.C 
	A
	B
	C
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
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	0
	1
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	0
	0
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	1
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	0
	0
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	0
	1
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	0
	1
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	1
	1
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	0
	1
	0
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	0
	0
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	0
	0
	1
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	1
	0
	0
	1
	1
	1
 S= .B+A.+B.C 
	A
	B
	C
	S0
	S1
	S2
	S
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	0
	0
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	0
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	1
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	1
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	1
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	1
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	1
	1
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
OU S= .B+A.+A.C
	A
	B
	C
	S0
	S1
	S3
	S
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	0
	0
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	0
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	0
	1
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	1
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	1
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	0
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	1
	1
	0
	0
	1
	1
Desenhar o circuito deste multiplexador, testar seu funcionamento para 8 combinações de entradas possíveis. Anexar o resultado impresso no relatório. 
4.3. Montagem 
Ajustar a fonte de tensão para +5 Vcc, com forme a figura 3.
Figura 9
Fixar o CI na matriz de contato (Prot-o-Board) e ligar a alimentação, com forme a figura 10.
Pino 14 = + 5 Vcc; 
Pino 7 = terra; 
Instalar o CI e montar o circuito com forme as imagens abaixo.
4.3.1 Experiência 1
Tabela verdade
	A
	B
	E0
	E1
	E2
	E3
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	0
	1
	1
	1
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	0
	1
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	1
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	1
	1
	1
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	0
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	1
	1
	1
	1
	1
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
Circuito 1
4.3.2 Experiência 2
Tabela verdade
	A
	B
	E0
	E1
	E2
	E3
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
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	0
	0
	1
	1
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	0
	0
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	0
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	1
	0
	1
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	1
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	1
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	1
	1
	0
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	0
	0
	0
	0
Circuito 2
Experiência 3
Tabela verdade
	A
	B
	E0
	E1
	E2
	E3
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
	0
	0
	1
	1
	0
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	1
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	1
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	1
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	1
	1
Circuito 3
Experiência 4
Tabela verdade
	A
	B
	E0
	E1
	E2
	E3
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
	0
	0
	0
	1
	1
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	0
	0
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	0
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	1
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	1
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	0
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	1
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	1
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	0
	1
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
Circuito 4
Experiência 5
Tabela verdade
	A
	B
	E0
	E1
	E2
	E3
	S0
	S1
	S2
	S3
	S
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	0
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	0
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	1
	1
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	1
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	1
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	1
	0
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	1
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	1
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
Circuito 5
RESULTADO E DISCUSSÃO
Nesta experiência um dos integrantes já trouxe os circuitos impressos para a pratica se desenvolver a tempo. No circuito 4.3.1 projetamos um circuito logico com a função de multiplexador para 1. Usamos este mesmo circuito com os 3 ci (7404, 7411 e 7425) em matriz de contatos (prot-o-board). No multiplexador construído geramos as funções logicas que foram pedidas (fotos e circuitos acima). Com a supervisão do professor a experiência foi testada e aprovada. 
CONCLUSÃO
 Nesta experiência utilizamos de várias maneiras apresentar, como o multiplexador pode ser projetado e implementado de forma diferente, com mais ou menos CIs, para que se tenha uma melhor rapidez e eficácia na sua atuação. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.utfpr.edu.br/cornelioprocopio - acesso em 11/11/2016.