HDMIやUSB,LANポートの入力切替装置を使っている、もしくは使ったことがある方もいらっしゃると思います。入力先が複数有る場合はコードを抜き差しせずにスイッチを動かす、もしくはボタンを押すだけで切替できて便利です。他にも身近な電子機器のほとんどの物に使われています。

今回の記事ではArduinoなどのマイコンで、複数の入力先を自動で切換制御するのに便利な論理回路をご紹介します。

1. 回路図の見方

図2～5の、回路図の見方を図1に示します。

中央に「中身」と書かれている部分が論理回路による入力切換え装置です。中身は3つの論理回路によって構成されており、左から「NOT,AND,OR」回路です。

信号の流れとしては、左側に書かれている2つの「入力信号A,B」が中身と書かれた入力切換え装置に入り、下段のマイコン等から出された制御信号(論理0or1)で入力A、Bを切換え出力します。

※緑色線：論理1(5VでONともHIGHとも言う状態)

※灰色線：論理0(0VでOFFともLOWとも言う状態)

図1:回路図の見方

2. 制御信号ON！

マイコンなどからの制御信号を論理1にした状態を図2,3に示します。

制御信号が論理1の状態では表1より、Aチャンネルに入力した論理が出力されます。この状態でBチャンネルの論理は出力論理に影響しません。

図2ではAチャンネルの入力が論理1なので論理1が出力され、図3ではAチャンネルの入力が論理0なので論理0が出力されています。

※動作の様子をiCircuitでシュミレートした結果です。

表1:真理値表(マルチプレクサ)

図2:下段Aチャンネルへの入力論理1がそのまま論理1として出力

図3:下段Aチャンネルへの入力論理0がそのまま論理0として出力

マイコンなどからの制御信号を論理0にした状態を図4,5に示します。

制御信号が論理0の状態では表1より、Bチャンネルに入力した論理が出力されます。

この状態でAチャンネルの論理は出力論理に影響しません。

図4ではBチャンネルの入力が論理0なので論理0が出力され、図5ではBチャンネルの入力が論理1なので論理1が出力されています。

※動作の様子をiCircuitでシュミレートした結果です。

表1:真理値表(マルチプレクサ)

図4:上段Bチャンネルへの入力論理0がそのまま論理0として出力

図5:上段Bチャンネルへの入力論理1がそのまま論理1として出力

Arduino等で、センサーを多く使った工作をする場合にピン数が足りずに困る事が有ります。その際は入力信号を「マルチプレクサ」で切り替える等の工夫をする事で、必要なピン数を削減する事も出来ます。参考までに覚えておくと良いかもしれません。

次回は出力切り替え装置「デマルチプレクサ」についてご紹介します。

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