什么是解多路复用器(Demux)?

在本教程中，我们将学习一个有趣的数字逻辑电路，称为解复用器，也被称为Demux。了解什么是多路复用器，什么是不同类型的常用的多路复用配置，比如1对2,1对4,1对8还有一些多路复用器的应用。

介绍

在上一个教程中，我们了解到了多路复用器或简单的mux。多路复用器是简单的组合逻辑电路，其选择许多输入之一并将其传递通过单个输出。Mux是负责多路复用的设备。

多路分解器的动作或操作与多路复用器的动作或操作与多路复用器的相反相反。作为MUX的反向，DEMUX是一对多电路。通过使用多路分解器，来自一个输入的数据可以传递给许多输出数据线中的一个。

解复用器主要用于布尔函数产生和解码器电路中。不同的输入/输出配置解复用器以单一集成电路(ICs)的形式提供。

此外，存在级联两个或多个DEMUX电路的设施，以产生多个输出多路分解器。让我们在本教程中简要了解多路分解器及其类型。

什么是多路分解器？

从一个输入中获取信息的过程并在许多输出中传输相同的过程称为解复用。如果您调查多路复用器教程，我们讨论了多路复用的概念。解复用与此相反。

解多路复用器是一种组合逻辑电路，它在一条输入线上接收信息，并在“n”条可能的输出线上传送相同的信息。

为了选择特定的输出，我们必须使用一组选择线，这些选择线的位组合控制在给定时刻连接到输入的特定输出线的选择。下面的图说明了解多路器的基本思想，其中输入到四个输出中的任何一个都可以在给定的瞬间切换。

如果多路复用器称为数据选择器，则多路分解器称为数据分发器，因为它们发送相同的数据，该数据在输入到不同目的地。

因此，多路分解器是一个1到N个设备，其中多路复用器是n-to-1设备。下图显示了多路分解器的框图或简单的解码器。

它由1个输入线，'n'输出线和'm'选择线组成。在此，M选择行必须生成2^m可能的输出线（考虑2^m= n）。例如，1到4个多路分解器需要2（2²= 4)选择行来控制这4行输出。

有几种类型的解复用器基于输出配置，如1:2,1:4,1:8和1:16。

这些可用于不同的IC封装，其中一些最常用的多路分解器IC包括74139（双1：4调制），74138（1：8调制），74237（1：8 Demux与地址锁存），74154（1:16Demux），74159（1:16 Demux Open Collector类型）等

注:解多路复用芯片也称为解码器芯片。例如，74159就是一个4线到16线的解码器IC。

1-to-2多路分解器

1比2的多路分解器包括一个输入线，两个输出线和一个选择线。选择行上的信号有助于将输入切换到两个输出之一。下图显示了具有附加启用输入的1到2解复用器的框图。

在该图中，只有两种可能的方法可以将输入连接到输出线，因此只有一个选择信号足以进行多路分解操作。当选择输入为低电平，则输入将被传递到Y0，如果选择输入为高电平，则输入将被传递到Y1。

1比2解复用器的真相表如下所示，其中输入根据选择输入S的值路由到Y0和Y1。

我们可以推导出如下输出的布尔表达式:

假设s是选择输入，d是数据输入，y0和y1是1-t到2多路分解器的输出。从上面的表格中，输出Y0是活性时选择线和输入线的组合是活性低和高分别，即s d = 0 1。

因此，输出y0的表达式是

y0 =S.D.

类似地，当选择行和输入行组合高活跃时，输出Y1是活跃的，即，s d = 1 1。

因此，输出y0的表达式是

y1 = s d

从上述真相和派生的布尔表达式中，可以使用两个和闸门和一个不如下图所示的栅极设计1到2解复用器的逻辑图。当选择线S = 0时，第一与门（A1）被使能，而第二个与门（A2）被禁止。

然后，来自输入的数据流到输出线Y0。类似地，当S = 1时，第二和栅极（A2）被使能，并且禁用第一和门（A1），因此数据被传递给Y1输出。

1-to-4多路分解器

一个1到4的解复用器有一个输入(D)，两条选择线(S1和S0)和四个输出(Y0到Y3)。对于特定的选择行组合，输入数据在给定时间转到四个输出中的任何一个。

该多路分解器也称为2比4解复用器，这意味着它具有两个选择线和4个输出线。1：4 Demux的框图如下所示。

下面给出这种多路分解器的真实表。从真相表清楚，当S0 = 0和S1 = 0时，数据输入连接到输出Y0，当S0 = 0和S1 = 1时，数据输入连接到输出Y1。

类似地，其他输出连接到选择线的其他两个组合的输入。

从上面的真值表中，我们可以从下面推导出输出的布尔表达式：

y0 =S1S0.D.

Y1 =S1S0 D

Y2 = S1S0.D.

Y3 = S1 S0 D

其中d是输入数据，y0至y3是输出线，S0＆S1是选择线。

从上面的布尔表达式，一个1到4的多路解码器可以通过使用四个3输入和门和两个非门来实现，如下图所示。这两个选择行同时启用一个特定的和门。此外，还有一个Enable / Strobe输入，它作为全局Enable输入，也就是说，只有当“E”位高时，输出才活跃。

因此，根据选择输入的组合，输入数据通过选择的门传递到相关的输出。

这种类型的多路分配器可用集成电路形式IC 74139。它是最常用的解多路复用芯片之一，它是一个双1- 4解多路复用芯片，也就是说，它包含两个独立的1- 4解多路复用模块在一个芯片中。每个解多路复用芯片接受两个二进制输入作为选择线和四个互动性低的输出。

两个解复用器都有单独的选择线集，所以他们可以作为真正独立的解复用器。而且，每个解复用器由专用的使能引脚组成，它可以作为解复用器操作的数据输入。使能引脚处于低位。

输出是有效的，即，默认情况下很高。因此，如果使能引脚很高，则所有输出都很高，如果启用低，则基于选择引脚，仅相应的输出引脚变低。

1-ov-8多路分解器

下图显示了由单个输入D组成的1到8分切换器的框图，三个选择输入S2，S1和S0以及来自Y0至Y7的八个输出。

它也被称为3- 8分复用器，因为它有3个选择输入线和8个输出线。它根据选择输入的组合将一个输入行分配到8个输出行中的一个。

1至8个多路分解器的真相表如下所示。输入'D'基于选择线S2，S1和S0与来自Y0至Y7的八个输出之一连接。

例如，如果S2 S1 S0 = 0 0 0，则输入D连接到输出Y0等。

从这个真值表中，可以如下写入所有输出的布尔表达式。

y0 =S2S1S0.D.

Y1 =S2S1S0 D

Y2 =S2S1S0.D.

Y3 =S2S1 S0 D.

Y4 = S2S1S0.D.

Y5 = S2S1S0 D

Y6 = S2 S1S0.D.

Y7 = S2 S1 S0 D.

根据这些获得的等式，可以通过使用八个4输入和栅极和三个非栅极来实现该多路分解器的逻辑图，如下图所示。选择线的不同组合在给定时间激活一个和门，使得数据输入将出现在相应的输出处。

有两个流行的1比8解复用器集成电路。一个是IC 74237，其包括三个选择输入的锁存器。下面给出了该IC的引脚。

引脚A0至A2是数据输入，Y0至Y7是多路分解器输出，E1和E2是有效的 - 低数据启用和有效高数据启用引脚，LE是锁存使能输入，VCC和GND端子是正电源电压和接地端子。

该IC将3位存储锁存器与3-8解码器功能相结合。

另一个常用的1- 8多路解复用集成电路是IC 74138。引脚输出非常相似，除了没有锁存使能输入(因为所有的使能引脚都是正常使能引脚-两个低主动，一个高主动)和输出低主动。下图显示了74138 IC的引脚。

使用两个1到4个多路分解器的1-to-8解码

当应用程序需要具有更多数量的输出引脚的高阶多路分解器时，我们无法通过单个集成电路实现。如果需要超过16个输出引脚，则级联两个或多个多路分解器IC以满足要求。

例如，如果应用程序需要从Demux中需要32条输出线，那么我们将级联两个1:16多路分解器或三个：8：8分解器。因此，通过级联两个或更多个多路分解器，可以实现一个大的多路分解器。

考虑这样一种情况，一个1到8的解多路复用器可以通过使用两个1到4的解多路复用器和适当的级联来实现。

在上图中，选择输入的最高有效位A连接到使能输入，使得在连接到一个DEMUX之前互补，并且它是直接连接的另一个。

通过这种配置，当A被设置为零时，基于SELECT线B和C的组合选择来自Y0至Y3的输出线中的一个。类似地，当A被设置为一个时，基于选择线将选择来自Y4至Y7的输出线。

使用1至8个Demux的整个减法器的实现

与多路复用器类似，解多路复用器也用于布尔函数的实现以及组合电路的设计。我们可以设计一个多路分配器，通过适当地控制选择行来产生任意真值表输出。

考虑用于实现多路分解器电路的情况，以产生全减值器输出。下面的真相表显示了完整的减法器的输出。

从上表中，完整的减法器输出D可以写入

d = f（a，b，b_在）

d =Σm（1,2,4,7）

d =一种B.B._在+一种B.B._在+ A.B.B._在+ a b b_在

借位输出可以表示为

B._出= f（a，b，b_在) =∑m (1, 2, 3, 7)

B._出=一种B.B._在+一种B.B._在+一种B B._在+ a b b_在

从这些布尔表达式，可以通过正确配置1到8个调制来构建用于制作全减法器输出的多路分解器，使得用输入d = 1来构建，它可以在输出处给出minterms。

并且通过逻辑地或逻辑或逻辑测定，可以获得差异和借用的输出，如图所示。

解复用器的应用

由于多路分解器用于选择或启用许多信号，因此这些信号广泛地用于微处理器或计算机控制系统，例如：

• 为数据传输(数据路由)选择不同的IO设备
• 选择不同的内存库（内存解码）
• 取决于地址，启用不同的内存芯片行
• 启用不同的功能单位。

除此之外，解复用器还可以在各种各样的应用中找到，例如:

• 同步数据传输系统
• 布尔函数实现（正如我们讨论上面的完整减法器函数）
• 数据采集系统
• 组合电路设计
• 自动测试设备系统
• 安全监控系统（用于一次选择特定监控摄像机）等。

结论

一个完整的初学者在多路分解器或解码中的指南。您了解了多路分解器，不同类型的解码器，如1到2,1至4,1至8，1至16，其逻辑电路以及多路分解器的一些重要应用。