Les DémultiplexeursAnalyse d'un Multiplexeur Intégré à 4 Voies ; le 74153 - Les Démultiplexeurs :
3. 4. - ANALYSE D'UN MULTIPLEXEUR INTÉGRÉ À 4 VOIES : LE 74153 (Retour à la Pratique N° 12)
Le circuit intégré 74153 contient deux multiplexeurs à 4 voies à entrées de sélection A et B communes. Chaque multiplexeur dispose d'une entrée de validation G (STROBE). Celle-ci, portée à l'état 1, force la sortie du multiplexeur correspondant à l'état 0 indépendamment de l'état des autres entrées.
Le brochage et le schéma logique de ce circuit intégré sont donnés à la figure 32, tandis que la figure 33 donne sa table de vérité.
3. 5. - UTILISATION D'UN MULTIPLEXEUR COMME GÉNÉRATEUR DE FONCTION
Outre la commutation de plusieurs signaux logiques, le multiplexeur peut être utilisé pour remplacer un réseau.
Ceci est rendu possible parce que l'équation de la sortie d'un multiplexeur fait apparaître toutes les combinaisons possibles des entrées de commande.
Prenons l'exemple d'un multiplexeur à 16 voies (E0 à E15), donc à 4 entrées de commande (A, B, C et D).
La sortie S à pour l'équation :
S = .gif){kind=small}
E0
+ A
E1 + ... D C B A E15
Puisque toutes les combinaisons des entrées A, B, C et D sont présentes dans cette équation, nous pouvons réaliser avec ce multiplexeur n'importe quelle fonction logique comportant le même nombre d'entrées, soit 4.
La méthode est la suivante :
Les entrées de commande du multiplexeur deviennent
les entrées du réseau que l'on veut réaliser.
Pour savoir comment positionner les autres entrées,
on dresse une table avec toutes les combinaisons des entrées de commande.
Pour chaque combinaison, on indique le niveau
logique que doit prendre la sortie.
On soumet l'entrée correspondant à la combinaison
des entrées de commande au niveau désiré en sortie.
L'exemple qui suit va clarifier la procédure.
On dispose de quatre interrupteurs pouvant être reliés soit à la tension d'alimentation, soit à la masse et l'on veut savoir si au moins deux interrupteurs sont refermés sur la tension positive d'alimentation.
Un circuit de ce genre peut être utilisé pour la signalisation de pannes, ou encore pour le comptage de pièces sur une chaîne de fabrication.
Si l'on utilise des portes logiques intégrées, on obtient le circuit représenté à la figure 34.
La sortie du circuit se met au niveau H quand au moins deux des inverseurs sont commutés sur la tension positive.
On s'aperçoit qu'il faut employer plusieurs types de portes, des portes OU à 3 entrées, une porte OU à 2 entrées et une porte ET à 4 entrées.
Nous allons voir que la même fonction peut être obtenue avec un multiplexeur unique à seize entrées.
D'après ce qui a été dit auparavant, les quatre interrupteurs sont reliés aux quatre entrées de commande D, C, B, A du multiplexeur.
Pour déterminer comment relier les seize entrées de données, il suffit de suivre la procédure décrite et de construire une table à seize lignes comme celle de la figure 35.
Pour chacune des combinaisons des entrées de commande, on reporte dans la colonne de la sortie l'état que celle-ci doit prendre.
Dans la table de la figure 35, les lignes représentées en caractères rouges correspondent au cas où deux au moins des entrées de commande sont au niveau H et pour lesquelles la sortie doit donc être au niveau H.
Il reste maintenant à porter les entrées sélectionnées aux niveaux indiqués dans la dernière colonne.
Par exemple, l'entrée 2 doit être portée au niveau L, donc reliée à la masse. Par contre, l'entrée 3 est au niveau H, donc reliée à la tension positive.
Le circuit qui en résulte est reporté à la figure 36.
L'avantage du multiplexeur comparativement au réseau de portes est évident : un seul circuit intégré remplace la totalité du réseau de portes. Celui-ci en effet requiert au moins trois circuits intégrés : un pour le ET et deux pour les OU.
En règle générale, il est plus économique d'utiliser des circuits intégrés complexes comme le multiplexeur à la place de portes traditionnelles (NAND, NOR, ET, OU...) pour assurer la fonction d'un réseau combinatoire.
De plus, l'emploi d'un multiplexeur permet de passer facilement d'une fonction logique à une autre en changeant le niveau des entrèes de données.
4. - LES DÉMULTIPLEXEURS
Dans ce chapitre, nous allons examiner les démultiplexeurs qui sont des circuits dont la fonction est inverse de celle des multiplexeurs.
En effet, ils possèdent une seule entrée de donnée et plusieurs sorties ou «voies».
L'information, présente sur l'entrée de donnée, est aiguillée vers la sortie sélectionnée par l'état des entrées de commande. Les sorties non sélectionnées se positionnent à l'état 1.
Examinons le plus simple des démultiplexeurs, celui à 2 voies.
4. 1. - LE DÉMULTIPLEXEUR A DEUX VOIES
Le schéma symbolique et l'équivalent mécanique d'un démultiplexeur à 2 voies sont présentés à la figure 37.
La donnée présente en D est aiguillée vers S0 ou S1 selon l'état de l'entrée de commande A.
En général pour A = 0, la sortie S0 est sélectionnée et pour A = 1 c'est la sortie S1 ; la sortie non sélectionnée étant à l'état 1.
Le circuit combinatoire qui réalise la fonction du démultiplexeur à 2 voies doit donc correspondre à la table de vérité de la figure 38.
De cette table, on déduit immédiatement que S0 = A + D.
Pour trouver l'équation la plus simple de S1, dressons le tableau de Karnaugh (figure 39).
Les deux groupements et
D nous donnent l'équation de S1 suivante :
S1 =
+ D
Si nous désirons réaliser le
circuit combinatoire avec des portes NAND,
il faut transformer les expressions A + D et
+ D à l'aide du théorème de DE Morgan :
.gif)
Les expressions 
et
nous conduisent au schéma logique de la figure 40.
On ne trouve pas de démultiplexeur à 2 voies intégré. Si l'on dispose du circuit intégré 7400, on peut réaliser le circuit de la figure 40.
Autrement, il faut se tourner vers le démultiplexeur intégré à 4 voies : le 74LS139.
4. 2. - ANALYSE D'UN DÉMULTIPLEXEUR INTÉGRÉ A QUATRE VOIES : LE 74LS139
Le circuit intégré 74LS139 contient deux démultiplexeurs à 4 voies. Chacun d'eux possède 2 entrées de sélection A et B, une entrée de données G et 4 sorties (Y0 à Y3).
Le brochage et le schéma logique de ce circuit sont donnés à la figure 41, tandis que la figure 42 donne sa table de vérité.
On remarque que le nombre binaire formé par l'état des entrées de sélection B et A donne l'indice décimal de la sortie concernée.
Par exemple, lorsque BA = 10 (soit 2 en décimal), la sortie concernée est Y2.
4. 3. - UTILISATION D'UN DÉCODEUR EN DÉMULTIPLEXEUR
Nous savons que la plupart des décodeurs ont leurs sorties actives à l'état 0 et leur entrée de validation active à l'état 0.
Portons l'entrée de validation à l'état 0 : le décodeur est validé, et la sortie sélectionnée par les entrées du décodeur passe à l'état 0.
Nous pouvons dire que la donnée «0» présente sur l'entrée de validation est transférée sur la sortie sélectionnée.
Portons maintenant l'entrée de validation à l'état 1 : le décodeur est invalide et toutes ses sorties passent à l'état 1, en particulier la sortie sélectionnée par les entrées du décodeur. De même, nous pouvons dire que la donnée «1» présente sur l'entrée de validation est transférée sur la sortie sélectionnée.
En résumé, la donnée logique présente sur l'entrée de validation est aiguillée vers la sortie sélectionnée par les entrées du décodeur.
Donc pour utiliser un décodeur en démultiplexeur, l'entrée de validation devient l'entrée de donnée et les entrées du décodeur deviennent les entrées de commande du démultiplexeur.
La figure 43 illustre comment on passe d'un décodeur à un démultiplexeur.
La prochaine théorie traitera des mémoires.
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