Multiplexer

การออกแบบวงจร Multiplexer

วงจรมัลติเพล็กซ์ (Multiplexer) หรือมักซ์ (MUX) หรือวงจรเลือกข้อมูล (Data Selector) เป็นวงจรที่มีเอาต์พุตเพียง 1 เอาต์พุตแต่ มีอินพุตหลายอินพุต ทำหน้าที่เลือกข้อมูลจากอินพุตมาใช้เพียงครั้งละข้อมูลเดียว ลักษณะของ MUX แสดงดังรูปที่ 12.1 (ก) ส่วนรูปที่ 12.1 (ข) แสดงการทำงานของ MUX ซึ่งเปรียบเสมือนสวิตซ์แบบหมุน (Rotary switch)

 

 รูปที่ 12.1 แสดงโครงสร้างและการทำงานของ MUX

วงจรลบ

วงจรลบไม่คิดตัวยืม (Half Subtractor Circuit) วงจรลบไม่คิดตัวยืม คือวงจรลบเลขฐานสอง 2 บิต เราเขียนตารางความจริงของวงจรลบไม่คิดตัวทด โดยมีอินพุตเป็นเลขฐานสอง 2 ตัว และเอาต์พุตก็มี 2 ตัว คือ ผลต่าง (Difference) และ ตัวยืม (Borrow) กฎของการลบเลขฐานสองคล้อยกฎของการลบเลขฐานสิบ คือ ถ้าตัวตั้งน้อยกว่าตัวลบ ต้องยืมหลักที่สูงกว่ามา 1 สำหรับเลขฐานสองเมื่อยืมหลักที่สูงกว่ามา 1 และนำไปใช้ในหลักต่ำกว่าจะมีค่าเป็น 2 กฎของการลบเลขฐานสองจากที่ได้ศึกษามาแล้วในเรื่องของการลบเลขฐานสอง จะพบว่ากรณีที่ 0-1 จะมีค่าเป็น 1 และมีการยืม (Borrow) จากบิตสูงกว่ามา 1 ดังนั้น 0-1 = 1 และ Borrow = 1 โดยตัวตั้ง คือ A ตัวลบ คือ B ผลของการลบเรียกว่าผลต่างคือ (Difference) ตัวยืมคือ Borrow out = ดังนั้นเมื่อนำมาเขียนตารางความจริงแสดงการลบเลขฐานสองขนาด 1 บิต โดยใช้วงจรลบ ไม่คิดตัวยืม เขียนแผนภาพกรอบได้ดังรูปที่ 10.8 สรุปเป็นตารางความจริงได้ดังตารางที่ 11.3 และเขียนวงจรจากสมการได้ดังรูปที่ 10.9

 

รูปที่ 10.9 แผนภาพกรอบวงจรลบไม่คิดตัวยืม

วงจรบวก

วงจรลอจิกที่ทำหน้าที่คำนวณในทางคณิตศาสตร์ เช่น วงจรบวก (Adder) วงจรลบ (Subtractor) ฯลฯ สร้างจากลอจิกเกต เป็นส่วนหนึ่งของลอจิกเชิงจัดหมู่ (Combination) ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ ผู้ที่ศึกษาควรทำความ เข้าใจกับการบวก/ลบเลขฐานสองวิธีต่างๆ การสร้างและออกแบบวงจรบวก/ลบ เลขฐานสองที่เหมาะสม ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้งาน ร่วมกับส่วนของวงจรเข้ารหัส วงจรถอดรหัส วงจรเลื่อนข้อมูลและการแสดงผล เพื่อออกแบบเป็นเครื่องบวก/ลบเลขฐานสิบได้



11.1 วงจรบวกไม่คิดตัวทด (Half Adder Circuit) 

วงจรบวกไม่คิดตัวทด คือวงจรที่ใช้ในการบวกเลขฐานสอง 2 บิต เข้าด้วยกัน เราสามารถที่จะสร้างตารางความจริงสำหรับวงจรบวก แบบไม่คิดตัวทด โดยมีอินพุตเป็นเลขฐานสอง 2 บิต และเอาต์พุตมี 2 ตัวเช่นเดียวกัน เมื่อสร้างวงจรลอจิกที่ทำหน้าที่บวก โดยไม่คิดตัวทด (Carry) จะได้วงจรที่มีอินพุต 2 อินพุต และมีเอาต์พุต 2 เอาต์พุต คือ ผลรวม ( ) และตัวทดออก เมื่อเขียนแผนภาพกรอบของวงจรบวกไม่คิดตัวทดได้ดังรูปที่ 11.1

รูปที่ 11.1 แผนภาพกรอบวงจรบวกไม่คิดตัวทด

วงจรคอมบิเนชั่น

วงจรคอมบิเนชั่น หมายถึง วงจรที่สถานะของเอาต์พุตขึ้นอยู่กับอินพุตเพียงอย่างเดียว โดยไม่ขึ้นกับสถานะของอินพุตก่อนหน้านั้นการออกแบบลอจิกโดยใช้แนนด์เกตและนอร์เกต ต้องทราบหลักเกณการใช้แนนด์เกตและนอร์เกตต่างๆดังนี้

1. ต้องทราบคุณสมบัติของแนนด์เกต , นอร์เกต และสมการก่อน

2. ต้องทราบคุณสมบัติของเกตที่จะนำไปแทน

3. นำสมการ แนนด์เกต หรือ นอร์เกตมาแทนที่ โดยใช้ทฤษฎีบูลีนเข้ามาช่วยเพื่อทำให้เอาต์พุตเป็นผลของเกตที่ต้องการ

4. เขียนลอจิกที่ละจุดให้สอดคล้องกับเกตที่ต้องการ โดยคำนึกถึงเอาต์พุต