Ο πολυπλέκτης (multiplexer –MUX) είναι ένα συνδυαστικό κύκλωμα που επιλέγει δυαδική πληροφορία μιας από πολλές γραμμές εισόδου και την κατευθύνει σε μια μοναδική γραμμή εξόδου.

Η επιλογή μιας συγκεκριμένης γραμμής εισόδου ελέγχεται μέσω γραμμών επιλογής. Για κάθε συνδυασμό τιμών στις γραμμές επιλογής επιλέγεται μια και μοναδική γραμμή εισόδου.

Το πλήθος των γραμμών εισόδου που μπορούν να ελεγχθούν καθορίζεται από το πλήθος των γραμμών επιλογής. Έτσι, αν έχουμε n γραμμές επιλογής μπορούμε να ελέγχουμε μέχρι 2ⁿ γραμμές εισόδου (πολυπλέκτης 2ⁿ-σε-1).

Ο απλούστερος πολυπλέκτης έχει δυο γραμμές εισόδου δεδομένων, x₀ και x₁ μια έξοδο F και μια γραμμή επιλογής S (MUX 2-σε-1). Για S=0, επιλέγεται η είσοδος x₀ και για S=1, επιλέγεται η είσοδος x₁. Επομένως, ο πίνακας αληθείας του πολυπλέκτη 2-σε-1 και η συνάρτηση λειτουργίας που προκύπτει είναι:

Στα σχήματα που ακολουθούν δίνονται το λογικό κύκλωμα και το σχηματικό διάγραμμα του πολυπλέκτη 2-σε-1. Σε αυτό το κύκλωμα δυο πηγές του ενός bit συνδέονται σε μια έξοδο F ανάλογα με την τιμή της γραμμής επιλογής S.

Ένας πολυπλέκτης 4-σε-1 θα έχει τέσσερις γραμμές εισόδου, x₀ , x₁ , x₂ , και x₃ μια έξοδο F και δυο γραμμές επιλογής S₁ και S₀ Για κάθε ένα από τους τέσσερις δυνατούς συνδυασμούς τιμών των S₁ και S₀ επιλέγεται αντίστοιχα μια γραμμή εισόδου. Ο πίνακας αληθείας του πολυπλέκτη 4-σε-1 και η συνάρτηση λειτουργίας που προκύπτει είναι:

Στα σχήματα που ακολουθούν δίνονται το λογικό κύκλωμα και το σχηματικό διάγραμμα του πολυπλέκτη 4-σε-1

Υλοποίηση λογικών συναρτήσεων με πολυπλέκτες

Μια βασική εφαρμογή των πολυπλεκτών είναι η χρήση τους στην υλοποίηση λογικών συναρτήσεων και συνδυαστικών κυκλωμάτων. Κάθε λογική συνάρτηση n μεταβλητών μπορεί να υλοποιηθεί με ένα πολυπλέκτη 2ⁿ εισόδων. Οι μεταβλητές της λογικής συνάρτησης αποτελούν τις γραμμές επιλογής του πολυπλέκτη. Οι είσοδοι του πολυπλέκτη επισυρματώνονται κατάλληλα από τον Πίνακα Αληθείας της λογικής συνάρτησης: κάθε είσοδος του πολυπλέκτη είναι “0” ή “1”, έτσι ώστε να ικανοποιείται ο Πίνακας Αληθείας της λογικής συνάρτησης. Η έξοδος του πολυπλέκτη είναι η λογική συνάρτηση που θέλουμε να υλοποιήσουμε.

Έστω, για παράδειγμα μια λογική συνάρτηση τριών μεταβλητών εισόδου με πίνακα αληθείας αυτό του παραπάνω σχήματος. Η υλοποίηση της συνάρτησης με πολυπλέκτη φαίνεται στο ίδιο σχήμα. Οι μεταβλητές x, y, z τοποθετούνται στις γραμμές επιλογής και οι είσοδοι ενσυρματώνονται στις καταστάσεις 0 και 1, σύμφωνα με τον πίνακα αληθείας. Είναι προφανές ότι η έξοδος επιτελεί τον πίνακα αληθείας που περιγράφει τη συνάρτηση. Η είσοδος επιλογής x είναι λιγότερη σημαντική.

74xx157 τετραπλός δυο εισόδων πολυπλέκτης

Το 74xx157 (όπου xx=LS για TTL, xx=HC για CMOS, xx=HCT για CMOS συμβατό με TTL) περιέχει ένα τετραπλό δυο εισόδων πολυπλέκτη, με κοινή γραμμή επιλογής. Επίσης έχει μια γραμμή ενεργοποίησης Ε’ που με λογικό HIGH οδηγεί όλες τις εξόδους (1Υ εως 4Υ) σε LOW. Το 74LS157 και 74HCT157 λειτουργεί με τροφοδοσία 5V και το 74HC157 από 2V έως 6V.

74xx157 τετραπλός δυο εισόδων πολυπλέκτης με έξοδο το συμπλήρωμα της εισόδου

Το 74xx158 είναι ένας τετραπλός δυο εισόδων πολυπλέκτης, πανομοιότυπος με το 74xx157, με την διαφορά ότι η έξοδος είναι το συμπλήρωμα της γραμμής εισόδου. Όταν η γραμμή ενεργοποίησης Ε’ γίνει HIGH οι έξοδοι (1Υ έως 4Υ) τίθενται σε HIGH.

74xx153 διπλός τεσσάρων εισόδων πολυπλέκτης

Το 74xx153 είναι ένας διπλός πολυπλέκτης, τεσσάρων εισόδων ο καθένας. Το ολοκληρωμένο παρέχει δυο ανεξάρτητες εισόδους ενεργοποίησης 1Ε΄ και 2Ε΄ για καθένα πολυπλέκτη. Για κάθε πολυπλέκτη, οι κοινές γραμμές επιλογής S₀ και S₁ επιλέγουν μια από τις τέσσερις δυαδικές εισόδους και την οδηγούν στην γραμμή εξόδου του πολυπλέκτη. Ένα λογικό HIGH στην γραμμή ενεργοποίησης Ε’ θέτει την γραμμή εξόδου του αντίστοιχου πολυπλέκτη σε LOW ανεξάρτητα από τις γραμμές εισόδου.

74xx253 διπλός τεσσάρων εισόδων πολυπλέκτης

Ο 74xx253 είναι ένας διπλός 4-bit πολυπλέκτης, καθένας με τέσσερις δυαδικές εισόδους (nI0 εως nI3). Μια από τις τέσσερις γραμμές εισόδου επιλέγεται από κάθε πολυπλέκτη ανάλογα με τις τιμές των κοινών γραμμών επιλογής S₀ και S₁. Ο κάθε πολυπλέκτης διαθέτει μια γραμμή ενεργοποίησης εξόδου (nOE’). Μια τιμή HIGH στη γραμμή ενεργοποίησης (1OE’, 2OE’) οδηγεί την έξοδο του αντίστοιχου πολυπλέκτη σε κατάσταση υψηλής αντίστασης (OFF-state)

74xx151 πολυπλέκτης οκτώ εισόδων

Το 74xx151 είναι ένας 8-bit πολυπλέκτης με οκτώ δυαδικές εισόδους (Ι0 εως Ι7) και με τρεις γραμμές επιλογής (S0 εως S2) καθώς επίσης και με μια είσοδο ενεργοποίησης (Ε’). Μια από τις οκτώ γραμμές εισόδου επιλέγεται βάσει των τιμών των γραμμών επιλογής και οδηγείται στην έξοδο. Επίσης η έξοδος παρέχεται και στην συμπληρωματική της μορφή. Μια τιμή HIGH στην γραμμή ενεργοποίησης Ε’ οδηγεί την έξοδο Υ σε LOW και την έξοδο Υ’ σε HIGH.

74xx151 πολυπλέκτης οκτώ εισόδων

Το 74xx251 είναι ένας 8-bit πολυπλέκτης, με οκτώ γραμμών εισόδου (Ι0 έως Ι7), με τρεις γραμμές επιλογής (S0 εως S2) και μια είσοδο ΟΕ ενεργοποίησης εξόδου. Με τις γραμμές επιλογής, επιλέγεται μια από τις οκτώ γραμμές εισόδου, η οποία οδηγείται στην έξοδο καθώς παρέχεται και η συμπληρωματική της μορφή (Υ και Υ’). Μια τιμή HIGH στη γραμμή ΟΕ οδηγεί τις εξόδους σε υψηλή αντίσταση OFF-state.