术语复用器其通常也称为“ MUX ”或“ MPX ”是指选择的许多可用的输入之一输出。Shankar Balachandran教授（IIT-M）将多路复用解释为在少数通道或线路上传输大量信息单元的方法，而数字多路复用器是一种组合逻辑电路，它从许多输入线之一中选择二进制信息，然后将其定向到单个输出线。
在本文中，我们将学习这些多路复用器的工作原理，如何为我们的项目设计一个多路复用器，并在面包板上尝试一个实际示例，以检查硬件的工作情况。
多路复用器的基本知识：
理解多路复用器的最佳方法是查看多位置的单极点，如下所示。这里的开关有多个输入D0，D1，D2和D3，但只有一个输出（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侧。这样，用户可以在许多可用信号中选择所需的信号。
这是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）的功能完全相同，它们根据提供给它们的信号从众多可用输入中选择一个输入。因此，任何多路复用器上的三个基本和最起码的最低要求是输入输入引脚，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：一个多路复用器将始终只有一个输出引脚。所选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。多路复用器上控制引脚的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。
为了理解目的，让我们考虑上面所示的4输入多路复用器。它具有两个控制信号，通过它们我们可以选择可用的四个输入线之一。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原理，让我们看一下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。
2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1条输出线。同样，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。下面显示了2：1多路复用器的图形表示。
在这里，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。真相表如下所示
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），类似地，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） ）。很少有专用的IC封装可直接用作封装之外的多路复用器，但是由于我们试图了解组合逻辑设计，因此让我们使用逻辑门构建上述2输入多路复用器。逻辑电路图如下所示
逻辑图仅利用NAND门，因此可以很容易地构建在性能板上，甚至在面包板上。逻辑图的布尔表达式可以由下式给出
出= S 0 '.D 0 '.D 1 + S 0 '.D 0.D 1 + S 0.D 0.D 1 ' + S 0.D 0.D 1
我们可以通过取消常用项来进一步简化该布尔表达式，从而使逻辑图变得更加简单和容易构造。下面给出了简化的布尔表达式。
出= S 0 ”.D 0 + S 0.D 1
高阶多路复用器（4：1多路复用器）：
一旦理解了2：1多路复用器的工作原理，就应该很容易理解4：1多路复用器。只是它将具有4条输入引脚和1条输出引脚以及两条控制线。这两条控制线可以形成4个不同的组合逻辑信号，并且将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行数
2控制线数=输入线数
因此，例如，一个2：1多路复用器将具有1条控制线，因为2 1 = 2，而一个4：1多路复用器将具有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。
通常还可以将低阶多路复用器（如2：1和4：1 MUX）组合在一起以形成高阶MUX（如8：1多路复用器）。现在，例如，让我们尝试使用2：1多路复用器实现4：1多路复用器。要使用2：1 MUX构造4：1 MUX，我们必须将三个2：1 MUX组合在一起。
最终结果应为我们提供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的并联，然后将这两个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一条线（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，我们得到的输出与输出引脚上的输入引脚不同。这样，我们可以使用MUX在可用的四个输入引脚中选择一个。通常，这些控制引脚（S0和S1）将使用数字电路自动控制。有一些专用的IC可以充当MUX并简化我们的工作，因此让我们来看看它们。
使用IC 4052的多路复用器的实际实现：
在实践中构建和验证事物总是很有趣的，这样我们学到的理论将更有意义。因此，让我们构建一个4：1多路复用器并检查其工作原理。我们在这里使用的IC是MC14052B，其内部有两个4：1多路复用器。IC的引脚排列如下所示
这里的引脚X0，X1，X2和X3是四个输入引脚，而引脚X是其相应的输出引脚。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引脚用于使能，该引脚为低电平有效引脚，因此我们必须将其接地才能使能该IC。 MC14052是模拟多路复用器，这意味着也可以为输入引脚提供可变电压，并且可以通过输出引脚获得相同的电压。下面的GIF图片显示了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，该电压也可根据给定的控制信号在输出引脚上获得。
我们还可以在面包板上组装该电路，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。并且使用了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连接到一个LED。提供给LED的可变电压将使其根据控制信号改变亮度。电路一旦建立，将如下所示
该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，并知道在项目中的何处使用它们。如果您有任何想法或疑问，请在下面的评论部分中保留，我将尽力回答。您还可以使用论坛来解决您的技术疑问，并在该社区的其他成员之间分享您的知识。