多路复用器：它是什么？（以及它如何工作）|亚博ag安全有保障电气4U.

内容

什么是多路复用器?

一种多路复用器（有时拼写多路复用器也被称为aMUX）被定义为组合电路，该电路选择几个数据输入之一并将其转发到输出。多路复用器的输入可以是模拟的或数字的。多路复用器也称为数据选择器。

多路复用器用于在一定的时间和带宽内在网络上传输大量数据。

从中构建的多路复用器晶体管和中继被称为模拟多路复用器，用于模拟应用和由逻辑门建立的多路复用器被称为数字多路复用器，用于数字应用。多路复用器的逆称为a多路分解器。

多路复用器是做什么的?

在数字系统中，很多时候需要从几条数据输入线中选择一条数据线，并且所选数据输入线的数据应该在输出线上可用。完成这项任务的数字电路是一个多路复用器。

多路复用器是一种数字电路，它从n个数据输入中选择一个并将其转发到输出。n个输入中的一个的选择是由select输入完成的。为了从多个输入中选择一个，我们需要m个选择行^m= n。

根据应用于选择输入的数字代码，n个数据输入中的一个被选择并传输到单个输出。因此，多路复用器的最大值为2^N数据输入行，' m '选择行和一个输出行。

n- 1多路复用器及其等效电路的框图如下图所示。

多路复用器是如何工作的?

多路复用器的工作原理类似于多输入单输出开关。在给定时刻，输出只连接到n个数据输入中的一个。因此，多路复用器是“多入一”，它作为模拟选择开关的数字等效器工作。

多路复用器电路

有许多类型的多路复用器-如2比1、4比1和8比1多路复用器。每一个都有不同的电路、真值表、布尔表达式和工作原理。让我们逐一讨论每一种多路复用器。

2比1多路复用器

2到1多路复用电路

2比1多路复用器是数字多路复用器电路，它有两个数据输入_0.和D₁为了实现2- 1多路复用电路，我们需要2个和盖茨,一个或门和一个非门。

2-1多路复用器的框图，逻辑符号和开关电路如下图所示。

如图所示,维_0.是一个和门之一的应用输入₁是应用于另一个和门的输入。选择输入S应用于第二个和门作为第二个输入，倒输入S应用于第一个和门作为第二个输入。与门的输出都作为或门的输入。2到1多路复用电路

2对1多路复用器工作原理

当S = 0时，将其直接应用为第二和栅极的输入，并且作为第一的反相S作为第二输入施加到第一和门。现在，我们知道，如果任何一个输入为零，则输出为零。因此，第二和门的输出为零。由于第一和门的第二输入是1，因此其输出等于其第一输入，这是y = d_0.。

当s = 1时，完全相反地发生。在这种情况下，第二和栅极输出等于其第一输入，即是y = d₁第一个和门输出是0。

因此，通过在选择输入S处应用逻辑'0'或逻辑'1'，我们可以选择适当的输入D_0.或维₁与电路的行为像一个单极双掷(SPDT)开关。

2到1个多路复用器真值表

下表显示了2到1个多路复用器的真相表。

选择输入年代	数据输入 $数$	数据输入 $D_1$	输出Y
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

2至1多路复用器的真实表

这里，2输入多路复用器将两个1位源中的一个连接到一个共同的输出，因此它产生了一个2- 1多路复用器。

2到1多路布尔表达式

从真值表中，我们可以写出布尔表达式用于2比1多路复用器的输出。

$\开始{对齐*}\{分裂}开始Y = S ^ -D_0D_1 + S ^ -D_0D_1 ^ - + SD_0 ^ -D_1 + SD_0D_1 \ \ = S ^数(D_1 + D_1 ^ -) + SD_1 (d0 + D_1 ^ -) \ \ Y = S ^数+ SD_1 \ \,(每\ \、\ \,补充\,\,法律\ \,(法律或\ \)\ \,也就是说,一个+ ^ - = 1)结束\{分裂}结束\{对齐*}$

在简单的符号中

S.	y
0.	D._0.
1	D.₁

如上表所示，当选择输入S=0时，则输出Y=D_0.当s = 1然后y = d时₁。我们可以进一步增加可供选择的数据输入数量，并且可以使用较小的2比1多路复用器实现更大的多路复用电路。

我们还可以通过使用来实现所有多路复用器与非门。注意NAND和盖茨也不是A.通用门我们可以通过使用NAND和NOR门来实现任何数字电路。

4到1多路复用器

4对1多路复用电路图

4比1多路复用器是一种数字多路复用器，它有四个数据输入、两条选择线和一个输出。为了实现一个4对1的多路复用电路，我们需要4和门，一个或门，和一个2非门。

在4比1多路复用器中，四个输入D._0.D₁D₂和D_3.，两个数据选择行为S_0.和S₁因为4-inputs代表 $2 ^ m$ = $2 ^ 2$ = $2$ 数据控制线。这四个输入中的一个将基于选择线路的输入的组合连接到输出。

4- 1多路复用器的框图、逻辑符号和开关电路模拟如下图所示。

4对1多路复用器工作原理

如果两者都选择输入 $S_0 = 0$ 那 $S_1 = 0$ 然后最上面的和门被启用，所有其他和门被禁用。数据输入 $数$ 被选择并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $y = d_0.$ 。

如果两者都选择输入 $S_0 = 1$ 那 $S_1 = 1$ 然后最底部的和gate被启用，所有其他的和gate被禁用。数据输入 $D_3$ 被选择并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y = D_3.$ 。

4到1个多路复用器真值表

下表显示了4比1多路复用器的真值表。

S._0.	S.₁	y
0.	0.	D._0.
0.	1	D.₁
1	0.	D.₂
1	1	D._3.

4对1多路复用器真值表

这里，4输入多路复用器将4个1位源中的一个连接到一个共同的输出，因此它产生了一个4对1多路复用器。

4到1多路布尔表达式

从真值表中，我们可以写出输出的布尔表达式。

$\ begin {align *} y = s_0 ^ -s_1 ^ -d_0 + s_0 ^ -s_1d_1 + s_0s_1 ^ -d_2 + s_0s_1d_3 \ end {align *}$

8比1多路复用器

8到1多路复用电路图

8比1多路复用器是数字多路复用器，具有8个数据输入，3个选择线和一个输出。实现8到1个多路复用器电路，我们需要8和门，A或Gate，以及3个不是门。

在8比1多路复用器中，8路输入_0.D₁D_2，D._3.D_4.D_5.D_6.和D_7.，三个数据选择线_0.,年代₁,年代₂因为8个输入代表2^m= 2^3.数据选择行。在8比1多路复用器中，特定输入线的选择由三条选择线控制。

8- 1多路复用器的框图如下图所示。

8到1多路复用器工作原理

如果所有三个选择输入 $S_0 = 0$ 那 $S_1 = 0$ 那 $S_3 = 0$ 然后最上面的和门被启用，所有其他和门被禁用。因此，数据输入D_0.被选择并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $y = d_0.$ 。

如果所有三个选择输入 $S_0 = 1$ 那 $S_1 = 1$ 那 $S_3 = 1$ 然后最底部的和gate被启用，所有其他的和gate被禁用。因此，数据输入D_7.被选择并作为输出传输。因此，我们得到了输出 $Y = D_7.$ 。

8到1多路复用器真值表

下表显示了8比1多路复用器的真值表。

S._0.	S.₁	S.₂	y
0.	0.	0.	D._0.
0.	0.	1	D.₁
0.	1	0.	D.₂
0.	1	1	D._3.
1	0.	0.	D._4.
1	0.	1	D._5.
1	1	0.	D._6.
1	1	1	D._7.

8比1多路复用器真值表

8到1多路布尔表达式

从真值表中，我们可以写出输出的布尔表达式。

$\{对齐*}开始Y = S_0 ^ -S_1 ^ -S_2 ^数+ S_0 ^ -S_1 ^ -S_2D_1 + S_0 ^ -S_1S_2 ^ -D_2 + S_0 ^ -S_1S_2D_3 + \{对齐*}结束$

$\{对齐*}开始S_0S_1 ^ -S_2 ^ -D_4 + S_0S_1 ^ -S_2D_5 + S_0S_1S_2 ^ -D_6 + S_0S_1S_2D_7 \{对齐*}结束$

Arduino多路复用器

多路复用是一种非常有效的技术，它可以控制以阵列或矩阵形式连接在一起的多个组件——Arduino也是如此。这样的组件发光二极管那传感器控件中包含的其他组件最好的Arduino入门工具包。

Arduino的多路复用IC配置如下图所示。这里，我们使用的是8通道74HC4051多路复用芯片。

Arduino多路复用器74HC4051的配置

+ V_CC.向IC供电，并连接到Arduino的5V供电引脚。

$E ^ -$ 是启用销，-V_EE为负电源电压引脚，GND引脚连接Arduino的GND引脚。（注意 $E ^ -$ 通常是有效的低端端子，这意味着它将在连接到GND时使芯片能够实现。如果我们将其连接到5V电源，它将禁用多路复用器芯片并提供输出Y = 0，而不管任何输入条件如何。）

控制引脚_0.,年代₁,年代_3.控制输出，它连接到Arduino的2,3和4个引脚。

如果对芯片的输入是数字的，则输出Y连接到Arduino的任何数字输入引脚6到12。但是如果芯片的输入是模拟的，那么输出引脚就连接到A的模拟输入引脚上_0.到一个_5.Arduino。

这里，多路复用器的输入可以是传感器、按钮或电位计。请注意，对多路复用器的输入可以是模拟的或数字的。有些人喜欢使用覆盆子PI而不是Arduinos。如果你不确定，你可能想要了解Arduino vs树莓派。

多路集成电路

可用的多路复用器集成电路（IC），其功能和输出状态列于下表中。

集成电路数字	函数	输出状态
74150	16:1多路复用器	反向输出
74151	8:1多路复用器	反向输出
74153	双4至1多路复用器	输出等于输入
74352	双4至1多路复用器	反向输出
74157	四2比1多路复用器	输出等于输入
74158	四2比1多路复用器	反向输出