Дешифраторы, шифраторы и мультиплексоры

Дешифратор преобразует n-битный код в выбор одной из множества линий, шифратор решает обратную задачу для активного входа, а мультиплексор выбирает один из нескольких информационных входов и передаёт его на общий выход. Эти блоки широко используются для адресации памяти, выбора источника данных и управления периферией.

Важно различать информационные входы и управляющие адресные входы. Мультиплексор не «кодирует» значение данных — select определяет, какой вход сейчас соединён с выходом логически.

• n→2^n decoder активирует одну из выходных линий для входного кода.
• Enable разрешает или блокирует работу устройства и помогает каскадированию.
• Priority encoder задаёт правило, если одновременно активны несколько входов.
• MUX 2^n:1 имеет n линий выбора.
• Демультиплексор направляет один входной сигнал на выбранный выход.

Дешифратор адреса может формировать chip select для периферийных устройств: старшие биты адреса определяют, какой блок активен. Ошибка в декодировании приводит к overlap, когда два устройства отвечают на один диапазон.

Мультиплексор способен реализовывать булевы функции, если информационные входы подключить к 0,1 или переменным по таблице истинности. Поэтому это не только «электронный переключатель», но и универсальный логический блок.

Сначала составьте таблицу блока, затем исследуйте его в симуляторе или на логической микросхеме.

1. Составьте таблицу 2→4 decoder с учётом enable и полярности выходов.
2. Проверьте все коды на стенде.
3. Соберите MUX 4:1 и поочерёдно выберите каждый вход.
4. Используйте MUX для реализации простой функции трёх переменных.
5. Объясните, зачем priority encoder нужен при нескольких активных входах.

• Путать адресные и информационные входы MUX.
• Игнорировать enable и получать постоянно неактивный выход.
• Считать encoder корректным при нескольких входах без правила приоритета.
• Забывать active-low полярность decoder outputs.

Если периферия выбирается не по тому адресу, проверяйте именно линии decoder и enable, а не сразу контроллер. Неверный бит выбора MUX проявляется как правильный сигнал, но от другого источника.

Decoder, encoder и MUX — строительные блоки маршрутизации цифровой информации. Понимание их таблиц упрощает чтение шин, адресации и периферийных схем.