16. Мультиплексор 74AC251
16. Мультиплексор 74AC251
🎯 Цель урокаПонять мультиплексор — цифровой переключатель для маршрутизации сигналов.
🧠 Теория (10 мин)
Что такое мультиплексор?
Мультиплексор (MUX) — это цифровой переключатель: выбирает один из N входов и подаёт на выход.
┌───────────────┐
D0 ──┤ │
D1 ──┤ │
D2 ──┤ MUX ├── Y (выход)
D3 ──┤ 8:1 │
D4 ──┤ │
D5 ──┤ │
D6 ──┤ │
D7 ──┤ │
└───────┬───────┘
│
┌────┴────┐
│ S2 S1 S0│ (адрес выбора)
└─────────┘
Таблица работы MUX 8:1
| S2 | S1 | S0 | Выход Y |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | D0 |
| 0 | 0 | 1 | D1 |
| 0 | 1 | 0 | D2 |
| 0 | 1 | 1 | D3 |
| 1 | 0 | 0 | D4 |
| 1 | 0 | 1 | D5 |
| 1 | 1 | 0 | D6 |
| 1 | 1 | 1 | D7 |
где $m_i$ — минтерм адреса (когда адрес = i).
Аналогия
Мультиплексор = поворотный переключатель
D0 ●─────┐
D1 ●─────┤
D2 ●─────┼───●────── Y
D3 ●─────┤
D4 ●─────┤
D5 ●─────┤
D6 ●─────┤
D7 ●─────┘
↑
Адрес выбирает
какой контакт
📦 Микросхема 74AC251
74AC251 — 8-канальный мультиплексор с тремя адресными входами.
Распиновка
┌───────────────────┐
D3 ──┤ 1 16 ├── VCC
D2 ──┤ 2 15 ├── D4
D1 ──┤ 3 74AC251 14 ├── D5
D0 ──┤ 4 13 ├── D6
Y ──┤ 5 12 ├── D7
~Y ──┤ 6 11 ├── S0
~E ──┤ 7 10 ├── S1
GND ──┤ 8 9 ├── S2
└───────────────────┘
| Пин | Название | Описание |
|---|---|---|
| D0-D7 | Data inputs | 8 входов данных |
| S0-S2 | Select | 3 бита адреса |
| Y | Output | Выход (нормальный) |
| ~Y | Output | Выход (инверсный) |
| ~E | Enable | LOW для работы |
🔧 Фаза 3: Собираем (20 мин)
Компоненты
| Компонент | Количество |
|---|---|
| 74AC251 | 1 |
| Кнопки/переключатели | 8 (данные) + 3 (адрес) |
| LED | 1 |
| Резисторы | по необходимости |
Базовая схема
8 входов данных:
D0 (Pin 4) ── Кнопка 0
D1 (Pin 3) ── Кнопка 1
D2 (Pin 2) ── Кнопка 2
D3 (Pin 1) ── Кнопка 3
D4 (Pin 15) ── Кнопка 4
D5 (Pin 14) ── Кнопка 5
D6 (Pin 13) ── Кнопка 6
D7 (Pin 12) ── Кнопка 7
Адрес:
S0 (Pin 11) ── DIP переключатель бит 0
S1 (Pin 10) ── DIP переключатель бит 1
S2 (Pin 9) ── DIP переключатель бит 2
~E (Pin 7) ── GND (всегда активен)
Y (Pin 5) ── [330Ω] ── LED ── GND
Тестирование
- Установи адрес 000 (S2=0, S1=0, S0=0)
- Нажми кнопку D0 — LED загорится
- Нажми D1 — LED НЕ загорится (D1 не выбран)
- Измени адрес на 001
- Теперь D1 управляет LED!
💡 Применения MUX
1. Выбор источника данных
[Датчик 1] ──┐
[Датчик 2] ──┼── MUX ── [АЦП]
[Датчик 3] ──┤
[Датчик 4] ──┘
Адрес выбирает какой датчик читать
2. Реализация логических функций
MUX может реализовать любую логическую функцию!
Пример: F = A AND B через MUX 4:1
A, B → адрес
D0 = 0 (A=0, B=0 → 0)
D1 = 0 (A=0, B=1 → 0)
D2 = 0 (A=1, B=0 → 0)
D3 = 1 (A=1, B=1 → 1)
3. Шины данных
[CPU] ◄──MUX── [RAM]
[ROM]
[I/O]
Адрес определяет источник
📝 Мини-задания
✅ Чеклист
- Понимаю принцип работы MUX
- Знаю распиновку 74AC251
- Собрал схему с выбором входа
- Понимаю применения MUX