Esercitazioni pratiche di elettronica/Logica Combinatoria/Il multiplexer

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Esercitazioni pratiche di elettronica

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Copertina Introduzione Lezioni: Simulazione dei principali circuiti con amplificatore operazionale Differenza fra segnali analogici e segnali digitali Introduzione alle logiche TTL Classi fondamentali dei circuiti digitali I sistemi di numerazione Conversione da base 2 in base 10 Conversione da base 10 in base 2 Conversione da base 10 in base 16 Il ciclo di progetto Software ISE-XILINX Free Webpack: Finestra principale Creazione di un nuovo progetto Creazione di uno schema Creazione di un file VHDL Creazione di una Macchina a Stati Finiti Il file di piedinatura La simulazione L'implementazione su scheda e il test Esercitazioni di Laboratorio:[1] Logica Combinatoria: Implementazione di una funzione Dalla tabella della verità all'implementazione Il multiplexer Implementazione di una funzione tramite multiplexer Il Semisommatore o Half-Adder Il Sommatore completo o Full-Adder Sommare due parole di 4 bit Sommatore a 4 bit di tipo LOOK AHEAD CARRY Il Comparatore Il Comparatore a più bit Il decodificatore da BCD a sette segmenti Il decodificatore da BCD a 7 segmenti in VHDL Multiplexing di più display a 7 segmenti Logica Sequenziale: Flip Flop di tipo D Flip Flop di tipo JK Flip Flop di tipo T Contatore e-o divisore modulo 2 Contatori in cascata Macchine a Stati Finiti Elaborazione di Progetti Complessi Risorse per il laboratorio Laboratorio di Sistemi Acronimi Autori

• Il dispositivo

Il multiplexer è un dispositivo di logica combinatoria che presenta una interessante innovazione dal punto di vista concettuale, ovvero, oltre agli N ingressi di segnale e all'uscita è dotato di uno o più ingressi di selezione, dove il numero S degli ingressi di selezione è pari a S = log₂N.

• Il funzionamento

Gli ingressi di selezione determinano in base alla loro configurazione binaria, quale dei segnali posti in ingresso, viene inviato all'uscita. Si comporta quindi come un selettore di segnale o commutatore di segnale.

• Multiplexer a 2 ingressi

Avendo due ingressi D₁ e D₀, è necessario un solo ingresso di selezione S₀, un solo bit è sufficiente per determinare quale degli ingressi viene inviato all'uscita O; se S₀ = 0 = > O = D₀, se invece S₀ = 1 = > O = D₁

• Schema interno

• Tabella della verità

S0	D1	D0	O
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	1

In Dalla tabella della verità all'implementazione abbiamo descritto come ottenere la funzione booleana che realizza una tabella di verità del blocco di logica combinatoria. Facciamo la stessa cosa per la tabella qui presentata ed otteniamo la seguente funzione booleana con tre ingressi D₁,D₀,S₀ ed un'uscita O:

Sembrerebbe più complicata dello schema interno ma possiamo apportare delle semplificazioni alla funzione notando che alcuni termini possono essere messi a fattor-comune, ottenendo con un primo passaggio algebrico:

E poi osservando che e che per ogni valore di D₁eD₀ (provare per credere!), otteniamo:

ovvero:

che è proprio la funzione implementata nello schema interno.

• La simulazione

Evidenzia effettivamente il funzionamento del multiplexer affermato inizialmente, ovvero, se S₀ = 0 = > O = D₀, se invece S₀ = 1 = > O = D₁.