1 簡介

多路復(fù)用開關(guān)（MUX） 是個(gè)數(shù)字開關(guān)器件，也成為數(shù)據(jù)選擇器。它是一種通過一根控制線來選擇數(shù)據(jù)路由的組合邏輯電路，具體見下：

2 資源獲取

相關(guān)的手冊或者參考設(shè)計(jì)獲取方式：關(guān)注公眾號(hào)，回復(fù):Switch，即可獲取安裝包。

3 應(yīng)用場景

• 開關(guān)共享資源來節(jié)省空間

原理 ：將四個(gè)傳感器和一個(gè)AD采集模塊連接到多路復(fù)用開關(guān)上，通過控制S1、S2、S3、S4的導(dǎo)通與關(guān)閉，控制AD采集不同傳感器上的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)然，這種方式也可以應(yīng)用于通信領(lǐng)域，每個(gè)收發(fā)器均按照相同的時(shí)間間距使用總下，避免造成數(shù)據(jù)通信紊亂。

對(duì)邏輯信號(hào) A0 和 A1 控制將哪個(gè)傳感器連接到 ADC。由于傳感器報(bào)告的物理特性不會(huì)隨時(shí)間快速變化，因此順序采樣不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。其主要優(yōu)點(diǎn)是只需使用一個(gè) ADC 和相關(guān)電路便能處理所有四個(gè)傳感器，元器件總數(shù)量得以減少，因而設(shè)計(jì)的總成本也得以降低。

• 配置選擇

工控機(jī)在不同的使用場景下需要不同的配置，例如工控機(jī)在下載程序時(shí)，需要調(diào)整撥碼開關(guān)，使其進(jìn)入下載模式。頻繁操作容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以通過多路復(fù)用開關(guān)去切換Download Mode和Running Mode。

電路分析

• 需要下載程序時(shí)，用戶按下?lián)艽a開關(guān)，單片機(jī)通過Data Select控制工控機(jī)進(jìn)入下載模式；
• 下載完成后（可以延遲固定的時(shí)間，也可以工控機(jī)通知單片機(jī)），單片機(jī)通過Data Select使其切換到Running Mode。
• 模式切換

工控機(jī)資源不夠，可以通過復(fù)用的方式來滿足用戶的需求。

• 在線升級(jí)

之前有同時(shí)使用多路復(fù)用開關(guān)實(shí)現(xiàn)工控機(jī)給MCU實(shí)現(xiàn)程序在線升級(jí)。由于MCU在程序升級(jí)過程中可能會(huì)掉電，所以在升級(jí)程序之前通過復(fù)用開關(guān)將所有電源切換給工控機(jī)進(jìn)行控制，這里就不再贅述。
4 多路復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

• 通用復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

ADG858是ADI一款通用的多路復(fù)用開關(guān)，導(dǎo)通時(shí)電阻時(shí)0.58Ω。應(yīng)用于手機(jī)、MP3、電源系統(tǒng)等領(lǐng)域。導(dǎo)通電阻是一個(gè)非常關(guān)鍵參數(shù)，

該芯片的應(yīng)用比較簡單，具體控制方式見下：

• 當(dāng)IN1或者IN2連接到GND時(shí)，Dx連接到SxB；
• 當(dāng)IN1或者IN2連接到VCC時(shí)，Dx連接到SxA。

詳見手冊：

另外,TI還有一款類的功能芯片：TS3A27518ERTWR

• I2C復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

PCA9542A是一款二選一雙向變換多路復(fù)用器，通過I2C總線進(jìn)行控制。SCL/SDA上游對(duì)會(huì)扇出兩個(gè)SCx/SDx下游對(duì)或通道。一次只選擇一條SCx/SDx通道，由可編程控制寄存器的內(nèi)容決定。提供兩個(gè)中斷輸入1和1，每對(duì)SCx/SDx下游對(duì)各一個(gè)。提供一個(gè)中斷輸出1，用作兩個(gè)中斷輸入的AND。上電復(fù)位功能會(huì)將寄存器設(shè)為其默認(rèn)狀態(tài)并初始化I2C總線狀態(tài)機(jī)而不選擇任何通道。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見下圖：

多路復(fù)用器的傳遞門如此構(gòu)造，使得VDD引腳可用于限制PCA9542A所傳遞的最高電壓。這允許在各SCx/SDx對(duì)上使用不同的總線電壓，在沒有任何額外保護(hù)的情況下使1.8 V、2.5 V或3.3 V部件能夠與5 V部件通信。外部上拉電阻將總線上拉至各通道想要的電壓電平。所有I/O引腳均為5 V耐受。

• HDMI復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

此處介紹的是TS3DV642A0RUAR， 參考設(shè)計(jì)獲取方式查看第二小節(jié) 。TS3DV642 是一款12通道1:2或2:1雙向多路復(fù)用器 /多路解復(fù)用器。TS3DV642 可由2.6V至4.5V的電源 供電，適用于電池供電。該器件的導(dǎo)通電阻 (RON) 較低并且I/O電容較小，能夠?qū)崿F(xiàn)典型值高達(dá) 7.5GHz 的帶寬。該器件可為 HDMI 和 DisplayPort 應(yīng)用提供所需的高帶寬，且兼容HDMI信號(hào)和DP信號(hào)。簡化原理圖見下圖：

詳細(xì)設(shè)計(jì)原理圖見下圖：

工作電壓為2.6V 至 4.5V，其傳輸速率為

• 端口 A：典型值 6.9GHz
• 端口 B：典型值 7.5GHz
• 以太網(wǎng)復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

此處介紹芯片是MAX4890, 資料獲取方式見第二小節(jié) 。這款芯片同時(shí)兼容10/100/1000以太網(wǎng)。

注意：這款芯片需要外置網(wǎng)絡(luò)變壓器。

• PCIE復(fù)用開關(guān)電路設(shè)計(jì)

此處介紹的芯片是PI7C9X2G304EV, 資料獲取方式見第二小節(jié) 。