மல்டிபிளெக்சர் சுற்று மற்றும் அது எவ்வாறு இயங்குகிறது

மல்டிபிளெக்சர் என்ற சொல் பொதுவாக “ MUX ” அல்லது “ MPX ” என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது பல உள்ளீடுகளின் ஒரு வெளியீட்டைத் தேர்ந்தெடுப்பதைக் குறிக்கிறது. பேராசிரியர் ஷங்கர் பாலச்சந்திரன் (ஐ.ஐ.டி-எம்) மல்டிபிளெக்ஸை ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான சேனல்கள் அல்லது கோடுகள் வழியாக அதிக எண்ணிக்கையிலான தகவல் அலகுகளை கடத்தும் முறையாக விளக்குகிறார் மற்றும் டிஜிட்டல் மல்டிபிளெக்சர் என்பது பல உள்ளீட்டு வரிகளில் ஒன்றிலிருந்து பைனரி தகவல்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த லாஜிக் சுற்று மற்றும் ஒற்றை வெளியீட்டு வரிக்கு அதை இயக்குகிறது.

இந்த கட்டுரையில், இந்த மல்டிபிளெக்சர்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, எங்கள் திட்டத்திற்கு ஒன்றை எவ்வாறு வடிவமைப்பது என்பதையும், வன்பொருளில் செயல்படுவதை சரிபார்க்க ஒரு பிரெட் போர்டில் ஒரு நடைமுறை உதாரணத்தையும் முயற்சிப்போம்.

மல்டிபிளெக்சர்களின் அடிப்படைகள்:

மல்டிபிளெக்சர்களைப் புரிந்துகொள்வதற்கான சிறந்த வழி, கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி பல துருவங்களைக் கொண்ட ஒரு துருவத்தைப் பார்ப்பதே ஆகும். இங்கே சுவிட்சில் பல உள்ளீடுகள் D0, D1, D2 மற்றும் D3 உள்ளன, ஆனால் அதற்கு ஒரே ஒரு வெளியீடு (அவுட்) முள் மட்டுமே உள்ளது. கிடைக்கக்கூடிய நான்கு தரவுகளில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்க கட்டுப்பாட்டு குமிழ் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இந்த தரவு வெளியீட்டு பக்கத்தில் பிரதிபலிக்கும். இந்த வழியில் பயனர் கிடைக்கக்கூடிய பல சமிக்ஞைகளில் தேவையான சமிக்ஞையை தேர்ந்தெடுக்க முடியும்.

இது ஒரு மெக்கானிக்கல் மல்டிபிளெக்சரின் தெளிவான எடுத்துக்காட்டு. ஆனால் அதிவேக மாறுதல் மற்றும் தரவு இடமாற்றங்களை உள்ளடக்கிய மின்னணு சுற்றுகளில், டிஜிட்டல் சுற்றுகளைப் பயன்படுத்தி தேவையான உள்ளீட்டை மிக வேகமாக தேர்ந்தெடுக்க முடியும். கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞைகள் (S1 மற்றும் S0) சரியாகவே செய்கின்றன, அவை வழங்கப்பட்ட சமிக்ஞையின் அடிப்படையில் கிடைக்கக்கூடிய பலவற்றின் ஒரு உள்ளீட்டைத் தேர்ந்தெடுக்கின்றன. எனவே எந்த மல்டிபிளெக்சரில் உள்ள மூன்று அடிப்படை மற்றும் குறைந்தபட்ச குறைந்தபட்ச சொற்கள் உள்ளீட்டு உள்ளீட்டு ஊசிகளாக, வெளியீட்டு முள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையாக இருக்கும்

உள்ளீட்டு ஊசிகளை: இவை கிடைக்கக்கூடிய சமிக்ஞை ஊசிகளாகும். இந்த சமிக்ஞைகள் டிஜிட்டல் சிக்னல் அல்லது அனலாக் சிக்னலாக இருக்கலாம்.

வெளியீட்டு முள்: ஒரு மல்டிபிளெக்சரில் எப்போதும் ஒரே ஒரு வெளியீட்டு முள் மட்டுமே இருக்கும். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உள்ளீட்டு முள் சமிக்ஞை வெளியீட்டு முள் மூலம் வழங்கப்படும்.

கட்டுப்பாடு / தேர்வு முள்: உள்ளீட்டு முள் சமிக்ஞையைத் தேர்ந்தெடுக்க கட்டுப்பாட்டு ஊசிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மல்டிபிளெக்சரில் உள்ள கட்டுப்பாட்டு ஊசிகளின் எண்ணிக்கை உள்ளீட்டு ஊசிகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது. எடுத்துக்காட்டாக, 4-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சரில் 2 சிக்னல் ஊசிகளும் இருக்கும்.

புரிந்துகொள்ளும் நோக்கத்திற்காக, மேலே காட்டப்பட்டுள்ள 4-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சரைக் கருத்தில் கொள்வோம். இது இரண்டு கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையைப் பயன்படுத்தி, கிடைக்கக்கூடிய நான்கு உள்ளீட்டு வரிகளில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். தேவையான உள்ளீட்டு முள் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான கட்டுப்பாட்டு ஊசிகளின் (S0 மற்றும் S1) நிலையை கீழே உள்ள உண்மை அட்டவணை விளக்குகிறது.

இப்போது, ​​மல்டிபிளெக்சர்களின் அடிப்படையை நாங்கள் புரிந்து கொண்டுள்ளோம், பயன்பாட்டு சுற்றுகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் 2-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சர்கள் மற்றும் 4-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சர்களைப் பார்ப்போம்.

2-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சர்கள்:

2-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சர்களுக்கான பெயர் குறிப்பிடுவது போல, எங்களுக்கு 2 உள்ளீட்டு கோடுகள் மற்றும் ஒரு வெளியீட்டு கோடுகள் இருக்கும். கிடைக்கக்கூடிய இரண்டு உள்ளீட்டு ஊசிகளுக்கு இடையில் தேர்ந்தெடுக்க ஒரே ஒரு கட்டுப்பாட்டு முள் மட்டுமே இருக்கும். 2: 1 மல்டிபிளெக்சரின் வரைகலைப் பிரதிநிதித்துவம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

இங்கே உள்ளீட்டு ஊசிகளுக்கு D0 மற்றும் D1 என பெயரிடப்பட்டுள்ளது மற்றும் வெளியீட்டு முள் அவுட் என பெயரிடப்பட்டுள்ளது. கண்ட்ரோல் பின் S0 ஐப் பயன்படுத்தி பயனர் D0 அல்லது D1 உள்ளீடுகளில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். S0 குறைவாக வைத்திருந்தால் (தர்க்கம் 0) பின்னர் உள்ளீட்டு D0 வெளியீட்டு முள் மீது பிரதிபலிக்கும் மற்றும் உள்ளீட்டு S0 ஐ அதிகமாக வைத்திருந்தால் (தர்க்கம் 1) பின்னர் உள்ளீட்டு D1 வெளியீட்டு முள் மீது பிரதிபலிக்கும். அதைக் குறிக்கும் உண்மை அட்டவணை கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது

மேலே உள்ள அட்டவணையில் நீங்கள் காணக்கூடியது போல, கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞை S0 0 ஆக இருக்கும்போது வெளியீடு D0 இன் சமிக்ஞை மதிப்புகளை பிரதிபலிக்கிறது (நீல நிறத்தில் உயர்த்திக்காட்டப்பட்டுள்ளது) அதேபோல் கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞை S0 1 ஆக இருக்கும்போது வெளியீடு D1 இன் சமிக்ஞை மதிப்புகளை பிரதிபலிக்கிறது (சிவப்பு நிறத்தில் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ளது). சில பிரத்யேக ஐசி தொகுப்புகள் உள்ளன, அவை மல்டிபிளெக்சர்களாக நேராக தொகுப்பிலிருந்து வெளியேறும், ஆனால் நாங்கள் ஒருங்கிணைந்த தர்க்க வடிவமைப்புகளைப் புரிந்து கொள்ள முயற்சிக்கிறோம் என்பதால், தர்க்க வாயில்களைப் பயன்படுத்தி மேலே உள்ள 2-உள்ளீட்டு மல்டிபிளெக்சரை உருவாக்குவோம். அதற்கான லாஜிக் சர்க்யூட் வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது

தர்க்க வரைபடம் NAND வாயில்களை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது, எனவே ஒரு முழுமையான பலகையில் அல்லது ப்ரெட்போர்டில் கூட எளிதாக உருவாக்க முடியும். லாஜிக் வரைபடத்திற்கான பூலியன் வெளிப்பாட்டை வழங்கலாம்

அவுட் = எஸ் ₀ '.டி ₀ '.டி ₁ + எஸ் ₀ '.டி ₀.டி ₁ + எஸ் ₀.டி ₀.டி ₁ ' + எஸ் ₀.டி ₀.டி ₁

பொதுவான சொற்களை ரத்து செய்வதன் மூலம் இந்த பூலியன் வெளிப்பாட்டை நாம் இன்னும் எளிமையாக செய்யலாம், இதனால் தர்க்க வரைபடம் மிகவும் எளிமையானது மற்றும் கட்டமைக்க எளிதானது. எளிமைப்படுத்தப்பட்ட பூலியன் வெளிப்பாடு கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

அவுட் = எஸ் ₀ '.டி ₀ + எஸ் ₀.டி ₁

உயர் ஆர்டர் மல்டிபிளெக்சர்கள் (4: 1 மல்டிபிளெக்சர்):

2: 1 மல்டிபிளெக்சரின் செயல்பாட்டை நீங்கள் புரிந்துகொண்டவுடன், 4: 1 மல்டிபிளெக்சரையும் புரிந்துகொள்வது எளிதாக இருக்க வேண்டும். இது இரண்டு கட்டுப்பாட்டு கோடுகளுடன் 4 உள்ளீட்டு ஊசிகளையும் 1 வெளியீட்டு ஊசிகளையும் கொண்டிருக்கும். இந்த இரண்டு கட்டுப்பாட்டு கோடுகள் 4 வெவ்வேறு கூட்டு தர்க்க சமிக்ஞைகளை உருவாக்கலாம் மற்றும் ஒவ்வொரு சமிக்ஞைக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட உள்ளீடு தேர்ந்தெடுக்கப்படும்.

எந்த மல்டிபிளெக்சருக்கான கட்டுப்பாட்டு வரிகளின் எண்ணிக்கையை கீழே உள்ள சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி காணலாம்

2 ^{கட்டுப்பாட்டு வரிகளின்} எண்ணிக்கை = உள்ளீட்டு வரிகளின் எண்ணிக்கை

எனவே, உதாரணமாக 2: 1 மல்டிபிளெக்சருக்கு 1 கட்டுப்பாட்டு வரி இருக்கும், ஏனெனில் 2 ¹ = 2 மற்றும் 4: 1 மல்டிபிளெக்சருக்கு 2 கட்டுப்பாட்டு கோடுகள் இருக்கும், ஏனெனில் 2 ² = 4. இதேபோல் நீங்கள் எந்த உயர் வரிசை மல்டிபிளெக்சர்களுக்கும் கணக்கிடலாம்.

2: 1 மற்றும் 4: 1 MUX போன்ற லோயர் ஆர்டர் மல்டிபிளெக்சர்களுடன் ஒன்றிணைந்து 8: 1 மல்டிபிளெக்சர் போன்ற உயர் வரிசை MUX ஐ உருவாக்குவதும் பொதுவானது. இப்போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, 2: 1 மல்டிபிளெக்சரைப் பயன்படுத்தி 4: 1 மல்டிபிளெக்சரை செயல்படுத்த முயற்சிப்போம். 2: 1 MUX ஐப் பயன்படுத்தி 4: 1 MUX ஐ உருவாக்க, நாம் மூன்று 2: 1 MUX ஐ ஒன்றாக இணைக்க வேண்டும்.

இறுதி முடிவு எங்களுக்கு 4 உள்ளீட்டு ஊசிகளையும், 2 கட்டுப்பாடு / தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஊசிகளையும் ஒரு வெளியீட்டு முள் கொடுக்க வேண்டும். முதல் இரண்டு MUX ஐ அடைய இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது, பின்னர் அந்த இரண்டின் வெளியீடு 3 ^வது MUX க்கு உள்ளீடாக கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

முதல் இரண்டு MUX இன் கட்டுப்பாட்டு / தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வரி ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு ஒரு ஒற்றை வரியை (S ₀) உருவாக்குகிறது, பின்னர் 3 ^வது MUX இன் கட்டுப்பாட்டு வரி இரண்டாவது கட்டுப்பாடு / தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சமிக்ஞையாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதனால் இறுதியாக நான்கு உள்ளீடுகள் (W0, W1, W2 மற்றும் W3) மற்றும் ஒரே ஒரு வெளியீடு (f) கொண்ட மல்டிபிளெக்சரைப் பெறுகிறோம். இணைந்து 4 விக்கெட்டிற்கு உண்மை அட்டவணையின்: 1 பன்மையாக்கியின் கீழே தரப்பட்டுள்ளது.

மேலே உள்ள அட்டவணையில் நீங்கள் காணக்கூடியது போல, கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞை ஊசிகளுக்கு (S0 மற்றும் S1) வழங்கப்பட்ட ஒவ்வொரு மதிப்பிற்கும் எங்கள் வெளியீட்டு முள் உள்ளீட்டு ஊசிகளிலிருந்து வேறுபட்ட வெளியீட்டைப் பெறுகிறோம். இந்த வழியில் நாம் வேலை செய்ய கிடைக்கக்கூடிய நான்கு உள்ளீட்டு ஊசிகளில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்க MUX ஐப் பயன்படுத்தலாம். பொதுவாக இந்த கட்டுப்பாட்டு ஊசிகளும் (S0 மற்றும் S1) டிஜிட்டல் சுற்றுகளைப் பயன்படுத்தி தானாகவே கட்டுப்படுத்தப்படும். MUX ஆக செயல்படக்கூடிய மற்றும் எங்களுக்கு வேலையை எளிதாக்கும் சில அர்ப்பணிப்பு IC உள்ளது, எனவே அவற்றைப் பார்ப்போம்.

ஐசி 4052 ஐப் பயன்படுத்தி மல்டிபிளெக்சரின் நடைமுறை நடைமுறைப்படுத்தல்:

நடைமுறையில் விஷயங்களை உருவாக்குவதும் சரிபார்ப்பதும் எப்போதுமே சுவாரஸ்யமானது, அதாவது நாம் கற்றுக் கொள்ளும் கோட்பாடு அதிக அர்த்தத்தைத் தரும். எனவே 4: 1 மல்டிபிளெக்சரை உருவாக்கி, அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை சரிபார்க்கலாம். நாம் இங்கு பயன்படுத்தும் ஐசி MC14052B ஆகும், அதில் இரண்டு 4: 1 மல்டிபிளெக்சர்கள் உள்ளன. ஐசியின் பின்அவுட்கள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன

இங்கே ஊசிகளான எக்ஸ் 0, எக்ஸ் 1, எக்ஸ் 2 மற்றும் எக்ஸ் 3 நான்கு உள்ளீட்டு ஊசிகளாகவும், முள் எக்ஸ் அதனுடன் தொடர்புடைய வெளியீட்டு முள் ஆகும். கட்டுப்பாட்டு முள் A மற்றும் B ஆகியவை வெளியீட்டு முள் தேவையான உள்ளீட்டைத் தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படுகின்றன. Vdd முள் (முள் 16) + 5V ஆக உள்ள விநியோக மின்னழுத்தத்துடன் இணைக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் Vss மற்றும் Vee முள் தரையிறக்கப்பட வேண்டும். வீ முள் என்பது செயலில் குறைந்த முள் ஆகும், எனவே இந்த ஐசியை இயக்க அதை தரையிறக்க வேண்டும். MC14052 என்பது ஒரு அனலாக் மல்டிபிளெக்சர் ஆகும், அதாவது உள்ளீட்டு ஊசிகளையும் மாறி மின்னழுத்தத்துடன் வழங்க முடியும் மற்றும் வெளியீட்டு ஊசிகளாக இருந்தாலும் அதைப் பெறலாம். வழங்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞைகளின் அடிப்படையில் மாறி உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை ஐசி எவ்வாறு வெளியிடுகிறது என்பதை கீழே உள்ள GIF படம் காட்டுகிறது. உள்ளீட்டு ஊசிகளில் மின்னழுத்தம் 1.5 வி, 2.7 வி, 3.3 வி மற்றும் 4.8 வி ஆகியவை உள்ளன, இது கொடுக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையின் அடிப்படையில் வெளியீட்டு முள் மீது பெறப்படுகிறது.

இந்த சுற்றுவட்டத்தை ஒரு பிரெட் போர்டு வழியாக நாம் ஒன்றுகூடி, அவை செயல்படுகின்றனவா என்பதை சரிபார்க்கலாம். இதைச் செய்ய நான் இரண்டு புஷ் பொத்தான்கள் கட்டுப்பாட்டு ஊசிகளான ஏ மற்றும் பி க்கான உள்ளீடுகளாகும். மேலும் 12, 14, 15 மற்றும் 11 ஊசிகளுக்கு மாறி மின்னழுத்தங்களை வழங்க தொடர்ச்சியான சாத்தியமான வகுப்பி சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்தினேன். வெளியீட்டு முள் 13 ஒரு இணைக்கப்பட்டுள்ளது எல்.ஈ.டி. எல்.ஈ.டிக்கு வழங்கப்படும் மாறி மின்னழுத்தங்கள் கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞைகளின் அடிப்படையில் பிரகாசத்தை வேறுபடுத்தும். ஒருமுறை கட்டப்பட்ட சுற்று இது போன்ற ஏதாவது கீழே இருக்கும்

சுற்று முழுமையான தொழிலாளர் வீடியோ இந்த பக்கத்தின் கீழே காணலாம். மல்டிபிளெக்சர்களின் செயல்பாட்டை நீங்கள் புரிந்து கொண்டீர்கள், அவற்றை உங்கள் திட்டங்களில் எங்கு பயன்படுத்த வேண்டும் என்று உங்களுக்குத் தெரியும். உங்களுக்கு ஏதேனும் எண்ணங்கள் அல்லது சந்தேகங்கள் இருந்தால் அவற்றை கீழே உள்ள கருத்துப் பிரிவில் விடுங்கள், அவற்றுக்கு பதிலளிக்க நான் என்னால் முடிந்தவரை முயற்சிப்பேன். உங்கள் தொழில்நுட்ப சந்தேகங்களைத் தீர்க்கவும், இந்த அறிவை இந்த சமூகத்தின் மற்ற உறுப்பினர்களிடையே பகிர்ந்து கொள்ளவும் நீங்கள் மன்றங்களைப் பயன்படுத்தலாம்.