ESERCITAZIONE DI LABORATORIO – MULTIPLEXER E PORTE 3

ESERCITAZIONE DI LABORATORIO – PORTE 3-STATE
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1) Realizzate il seguente circuito con LogiSim:
Perché l’uscita indica un errore? Cosa c’è di sbagliato in questo circuito? Spiegate…
2) Modificate il circuito in questo modo:
I componenti indicati con CB sono Controlled Buffer o Buffer 3- state. Provate il circuito e cercate
di capire come funziona e a cosa serve l’ingresso Sel. Per una spiegazione di cosa vuol dire threestate vedi http://www.elemania.altervista.org/digitale/circuiti/circ7.html e se non è chiaro
domandate all’insegnante!
3) Multiplexer
Il multiplexer (spesso abbreviato in MUX) è un circuito digitale combinatorio in grado di
selezionare una fra 2n linee di ingresso (linee dati) e di collegare tale linea selezionata su
un'unica uscita. A tale scopo in generale un MUX possiede, oltre a 2n ingressi di dato, anche n
ingressi di selezione. La figura seguente mostra il semplice schema di un principio di un MUX
con 4 ingressi di dato e 2 ingressi di selezione:
La corrispondente tabella di verità è la seguente:
S1 S0 U
0
0 A
0
1 B
1
0 C
1
1 D
Si noti come è stata scritta la colonna dell'uscita U. Se per esempio sugli ingressi di selezione
ho 10, vuol dire che è stato selezionato il terzo ingresso dati e dunque U = C.
3A) Multiplexer con LogiSim
Usando il programma di simulazione LogiSim realizzare il seguente circuito:
MUX è un multiplexer con 4 ingressi, 2 bit di selezione e una uscita. Cambiando i valori delle due
costanti (0 e 1 in figura) collegate con gli ingressi di selezione, verificare che il LED in uscita viene
pilotato da uno a scelta dei 4 pulsanti di ingresso (A, B, C e D).
3B) Multiplexer realizzato con buffer three-state e rete logica combinatoria
Usando 4 buffer three-state è possibile realizzare un Multiplexer che funziona come il precedente.
Lo schema (incompleto) è mostrato in figura:
I buffer sono indicati con Controlled Buffer nel menu di LogiSim. Il blocco rappresentato col punto
interrogativo è un circuito logico combinatorio (realizzato con porte logiche AND, OR e NOT) che,
in base ai valori dei due ingressi di selezione S1 e S0, permette di abilitare uno fra i 4 buffer threestate. Progettare e realizzare la rete combinatoria e il circuito completo e funzionante (copiate qui
sotto lo schema completo del circuito).
3C) Multiplexer realizzato con buffer three-state e decoder
Un modo più semplice per realizzare la decodifica dei bit di selezione S1 e S0 che attivano i buffer
three-state, consiste nell’utilizzare un decoder. Usando le spiegazioni contenute su Elemania e
facendosi aiutare (se necessario) dagli insegnanti, progettare e simulare un multiplexer come quello
dell’esercizio B, che però usi un decoder al posto della rete combinatoria per selezionare la linea di
ingresso.