วงจรมัลติเพล็กซ-ดีมัลติเพล็กว์

                   การมัลติเพล็กซ์ คือ การแบ่งเวลาว่าจะให้ข้อมูลตัวใดส่งเรียงต่อกันไปในสายตัวนำ ส่วนการดีมัลติเพล็กซ์ คือการกระจายข้อมูลที่เรียงต่อกันมาในสายตัวนำให้ไปปรากฏที่เอาต์พุตของผู้รับแต่ละตัว แสดงดังบล็อก ไดอะแกรมรูปที่ 1

รูปที่ 1 บล็อกไดอะแกรมของการมัลติเพล็กซ์และการดีมัลติเพล็กซ์

       1 วงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ (Multiplexer : MUX)
วงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าวงจรเลือกข้อมูล ทำหน้าที่เลือกหรือทำให้ข้อมูลอินพุตจากหลาย ๆ แหล่งไปปรากฏที่เอาต์พุตเพียงแหล่งเดียว แสดงดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 บล็อกไดอะแกรมของวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์

จากรูปที่ 2 เป็นตัวอย่างวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ ที่ใช้ลอจิกเกตขนาด 2 อินพุต

รูปที่ 3 วงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ ขนาด 2 อินพุต

จากรูปที่ 4   แสดงตัวอย่างวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ ที่ใช้ลอจิกเกตขนาด 4 อินพุต

รูปที่ 4 วงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ขนาด 4 อินพุต

       2 ไอซีมัลติเพล็กซ์เซอร์
            2.1 ไอซีเบอร์ 74157 (Quadruple 2-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)
ไอซีเบอร์ 74157 เป็นไอซีที่มี ขนาด 2 อินพุต 4 ชุดในไอซี 1 ตัว ใช้ขาเลือกข้อมูล (Select : S) ร่วมกัน ขาสโตรบ (Strobe : G) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของ มัลติเพล็กซ์เซอร์ทั้ง 4 ชุด  แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 12.5 และตารางการทำงานในตารางที่ 12.1

รูปที่ 5 โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74157

ตารางที่ 1 ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74157

 

          2.2 ไอซีเบอร์ 74153 (Dual 4-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)
ไอซีเบอร์ 74153 เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 4 อินพุต (C0 ถึง C3) ให้ออกที่เอาต์พุต เพียงเอาต์พุตเดียว จำนวน 2 ชุดในไอซี  1 ตัว โดยใช้บิตของตัวเลือกข้อมูลร่วมกัน 2 บิต คือ B และ A            มีขาสโตรบ (G) สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทั้ง 2 ชุด แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 6 และตารางการทำงานในตารางที่ 2

รูปที่ 6 โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74153

ตารางที่ 2 แสดงตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74153

 

           2.3 ไอซีเบอร์ 74151 (8-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)
ไอซีเบอร์ 74151 เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 8  อินพุต (D₀ ถึง D₇)  ให้ออกที่เอาท์พุต   2  เอาต์พุต ซึ่งเอาต์พุตหนึ่งเป็นเอาต์พุตที่มีสภาวะลอจิกเหมือนกับอินพุตที่ถูกเลือก ส่วนอีก เอาต์พุตหนึ่งมีสภาวะลอจิกตรงกันข้ามกับอินพุตที่ถูกเลือก โดยมีจำนวนบิต ของตัวเลือกข้อมูล 3 บิต มีขาสโตรบ (S) สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทำงานที่ ลอจิก “0” แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 7 และ ตารางการทำงานในตารางที่ 3

รูปที่ 7  โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74151

ตารางที่ 3 ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74151

 

           2.4 ไอซีเบอร์ 74150 (16-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)
ไอซีเบอร์ 74150  เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 16 อินพุต (E0 ถึง E15) ซึ่งเอาต์พุตที่ได้มีสภาวะลอจิกตรงกันข้ามกับอินพุตที่ถูกเลือก โดยมีจำนวนบิตของตัวเลือกข้อมูล 4 บิต มีขาสโตรบ สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทำงานที่ลอจิก “0” แสดงการจัดขาดังรูปที่ 8 และตารางการทำงานในตารางที่ 4

รูปที่ 8 การจัดขาของไอซีเบอร์ 74150

ตารางที่ 4 แสดงตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74150

ตัวอย่างที่ 1   จงออกแบบวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ เพื่อเลือกข้อมูลจากแหล่งข้อมูล 2 ชุด ที่มีจำนวนบิตของข้อมูลแต่ละชุดเท่ากับ 4 บิต ตามบล็อกไดอะแกรมรูปที่ 9

รูปที่ 9 บล็อกไดอะแกรมของตัวอย่างที่ 1

วิธีทำ
เนื่องจากไอซีเบอร์ 74157 เป็นไอซีที่ทำหน้าที่เลือกข้อมูลจากอินพุต 2 อินพุตให้ไปปรากฎที่เอาต์พุต ดังนั้นจึงเลือกใช้ไอซีเบอร์ 74157 แสดงวงจรดังรูปที่ 10

รูปที่ 10 วงจรเลือกข้อมูลโดยใช้ไอซีเบอร์ 74157

           3   วงจรดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ (Demultiplexer : DEMUX)
วงจรดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าวงจรกระจายข้อมูล ทำหน้าที่ตรงกันข้ามกับ มัลติเพล็กซ์เซอร์ คือทำหน้าที่กระจายข้อมูลอินพุต 1 บิต ให้ไปปรากฏที่เอาต์พุตใดเอาต์พุตหนึ่งตามการเลือกของตัวเลือกข้อมูล ดังแสดงในรูปที่ 11

รูปที่ 11 บล๊อกไดอะแกรมของดีมัลติเพล็กซ์เซอร์

จากบล็อกไดอะแกรมประกอบด้วยข้อมูลอินพุต (Y)  ข้อมูลเอาต์พุต (D₀ - D_n)และตัวเลือกข้อมูล (S₀ - S_n)โดยความสัมพันธ์ของจำนวนข้อมูลเอาต์พุตกับจำนวนบิตของตัวเลือกจะเป็นเช่นเดียวกับวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ คือถ้ามีจำนวนเอาต์พุต 4  เอาต์พุต ก็จะต้องมีตัวเลือกข้อมูล 2 บิต ถ้ามีจำนวนเอาต์พุต 8  เอาต์พุต ก็จะต้องมีตัวเลือกข้อมูล 3  บิต เป็นต้น
จากรูปที่ 12 แสดงตัวอย่างวงจรดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ ที่ใช้ลอจิกเกตขนาด 4 เอาต์พุต

รูปที่ 12 วงจร ดีมัลติเพล็กซ์เซอร์

      4  ไอซีดีมัลติเพล็กซ์เซอร์

           4.1 ไอซีเบอร์ 74155 (Dual 2-Line-to-4-Line Decoder/Demultiplexer)
ไอซีเบอร์ 74155  เป็นไอซีที่ใช้งานได้ 2 หน้าที่ คือ ดีโค้ดเดอร์ และดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ มีจำนวน 2 ชุดอยู่ในไอซีตัวเดียวกัน ใช้ขาเลือกข้อมูลร่วมกัน ขาอินพุตคือขา C ขาเอาต์พุตคือขา Y₀ ถึง Y₃ ขาเลือกข้อมูลคือขา B และ A ขาควบคุมการทำงาน คือขาสโตรบ G  ดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ชุดแรก เอาต์พุต Y จะมีสภาวะลอจิกตรงกันข้าม กับอินพุตที่ป้อนเข้ามา ส่วนชุดที่สองจะมีสภาวะลอจิกที่เอาต์พุต เหมือนกับอินพุต โดยทำงานที่ลอจิก “0”  แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 13 และ ตารางการทำงานในตารางที่ 5

รูปที่ 13 โครงสร้างภายในของไอซีเบอร์ 74155

ตารางที่ 5  ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74155  ชุดที่ 1

 

  4.2 ไอซีเบอร์ 74154 (4-Line-to-16-Line Decoder/Demultiplexer)
ไอซีเบอร์ 74154  เป็นไอซีดีโค๊ดเดอร์ที่สามารถใช้เป็นดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ได้โดยให้ขา อีนาเบิล (ขา G) เป็นขาอินพุต และใช้อินพุต D , C , B และ A เป็นขาเลือกข้อมูล ดังแสดงในรูปที่14

รูปที่ 14  การใช้งานไอซีเบอร์ 74154 ทำหน้าที่เป็นดีมัลติเพล็กซ์เซอร์

ตารางที่ 6   ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74155  ชุดที่ 2