术语多路复用器通常也称为“ MUX ”或“ MPX ”，是指从许多可用输入中选择一个输出。Shankar Balachandran 教授 (IIT-M) 将多路复用解释为通过少量通道或线路传输大量信息单元的方法，数字多路复用器是一种组合逻辑电路，可从众多输入线路之一中选择二进制信息，并将其定向到单个输出线。

在本文中，我们将了解这些多路复用器的工作原理，如何为我们的项目设计一个，并在面包板上试用一个实际示例来检查硬件的工作情况。

了解多路复用器的最佳方法是查看多定位的单极，如下所示。这里的开关有多个输入 D0、D1、D2 和 D3，但它只有一个输出 (Out) 引脚。控制旋钮用于选择四个可用数据之一，该数据将反映在输出端。这样，用户可以在众多可用信号中选择所需的信号。

这是一个机械多路复用器的简单示例。但是在涉及高速开关和数据传输的电子电路中，我们应该能够使用数字电路非常快速地选择所需的输入。控制信号（S1 和 S0）的作用完全相同，它们根据提供给它们的信号选择许多可用输入中的一个。因此，任何多路复用器上的三个基本和最基本的术语将是输入输入引脚、输出引脚和控制信号

输入引脚：这些是可用的信号引脚，必须从中选择一个。这些信号可以是数字信号或模拟信号。

输出引脚：多路复用器始终只有一个输出引脚。选定的输入引脚信号将由输出引脚提供。

控制/选择引脚：控制引脚用于选择输入引脚信号。多路复用器上的控制引脚数量取决于输入引脚的数量。例如，一个 4 输入多路复用器将有 2 个信号引脚。

为便于理解，让我们考虑如上所示的 4 输入多路复用器。它有两个控制信号，我们可以使用它们选择可用的四个输入线之一。下面的真值表说明了用于选择所需输入引脚的控制引脚（S0 和 S1）的状态。

现在，我们已经了解了多路复用器的基本知识，让我们来看看应用电路中最常用的 2 输入多路复用器和 4 输入多路复用器。

顾名思义，对于 2 输入多路复用器，我们将有2 条输入线和一条输出线。此外，它只有一个控制引脚可以在可用的两个输入引脚之间进行选择。2:1 多路复用器的图形表示如下所示。

这里输入引脚命名为 D0 和 D1，输出引脚命名为 out。用户可以使用控制引脚 S0 选择 D0 或 D1 输入之一。如果 S0 保持低电平（逻辑 0），则输入 D0 将反映在输出引脚上，如果输入 S0 保持高电平（逻辑 1），则输入 D1 将反映在输出引脚上。表示相同的真值表如下所示

从上表可以看出，当控制信号 S0 为 0 时，输出反映 D0 的信号值（以蓝色突出显示），同样，当控制信号 S0 为 1 时，输出反映 D1 的信号值（以红色突出显示） ）。很少有专用 IC 封装可以直接从封装中用作多路复用器，但由于我们试图了解组合逻辑设计，让我们使用逻辑门构建上述 2 输入多路复用器。2输入多路复用器的逻辑电路图 如下所示

逻辑图仅使用 NAND 门，因此可以很容易地构建在 perf board 甚至是面包板上。逻辑图的布尔表达式可以由下式给出

我们可以通过取消常用项来进一步简化这个布尔表达式，从而使逻辑图变得更加简单和易于构建。下面给出了简化的布尔表达式。

一旦您了解了 2:1 多路复用器的工作原理，也应该很容易理解 4:1 多路复用器。只是它将有 4 个输入引脚和 1 个输出引脚以及两条控制线。这两条控制线可以形成 4 种不同的组合逻辑信号，并且为每个信号选择一个特定的输入。

可以使用以下公式找到任何多路复用器的控制线数

因此，例如，2:1 多路复用器将有 1 条控制线，因为 2 1 = 2，4:1 多路复用器将有 2 条控制线，因为 2 2 = 4。类似地，您可以计算任何更高阶的多路复用器。

结合低阶多路复用器（如 2:1 和 4:1 MUX）以形成高阶多路复用器（如 8:1 多路复用器）也很常见。现在，例如让我们尝试使用 2:1 多路复用器来实现 4:1 多路复用器。要使用 2:1 MUX 构建 4:1 MUX，我们必须将三个 2:1 MUX 组合在一起。

最终结果应该给我们 4 个输入引脚、2 个控制/选择引脚和一个输出引脚。为了实现前两个 MUX 并联连接，然后将这两个 MUX 的输出作为输入馈送到第三个MUX，如下所示。

前两个 MUX 的控制/选择线连接在一起形成单线 (S 0 )，然后将第三个MUX 的控制线用作第二个控制/选择信号。因此，最终我们得到了一个具有四个输入（W0、W1、W2 和 W3）和只有一个输出（f）的多路复用器。4:1 多路复用器的真值表如下所示。

如上表所示，对于提供给控制信号引脚（S0 和 S1）的每组值，我们从输出引脚上的输入引脚获得不同的输出。这样，我们可以使用 MUX 在可用的四个输入引脚中选择一个来使用。通常，这些控制引脚（S0 和 S1）将使用数字电路自动控制。有一些专用IC可以充当MUX，使我们的工作变得轻松，让我们来看看它们。

在实践中构建和验证事物总是很有趣，这样我们学习的理论就会更有意义。因此，让我们构建一个 4:1 多路复用器电路并检查它是如何工作的。我们在这里使用的 IC 是MC14052B，它内部有两个 4:1 多路复用器。MC14052B引脚排列 如下所示

这里引脚 X0、X1、X2 和 X3 是四个输入引脚，引脚 X 是其对应的输出引脚。控制引脚 A 和 B 用于选择输出引脚所需的输入。Vdd 引脚（引脚 16）必须连接到 +5V 的电源电压，并且 Vss 和 Vee 引脚应接地。Vee 引脚用于启用低电平有效引脚，因此我们必须将其接地以启用该 IC。MC14052 是一个模拟多路复用器，这意味着输入引脚也可以提供可变电压，并且可以通过输出引脚获得相同的电压。下面的 GIF 图像显示了 IC 如何根据提供的控制信号输出可变输入电压。输入引脚的电压为 1.5V、2.7V、3.3V 和 4.8V，这也是根据给定的控制信号在输出引脚上获得的。

我们还可以在面包板上组装此电路并检查它们是否正常工作。为此，我使用了两个按钮作为控制引脚 A 和 B 的输入。并使用一系列分压器组合为引脚 12、14、15 和 11 提供可变电压。输出引脚 13 连接到引领。提供给 LED 的可变电压将使其根据控制信号改变亮度。多路复用器电路构建后将如下所示

多路复用器电路的完整工作视频也可以在本页底部找到。希望您了解多路复用器的工作原理并知道在您的项目中使用它们的位置。

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