1.1.1.1 Линейный дешифратор

Одноступенчатый дешифратор (линейный) - наиболее быстродействующий, но его реализация при значительной разрядности входного слова затруднена, поскольку требует применения логических элементов с большим числом входов (равным (n + 1) для вариантов со стробированием по выходу) и сопровождается большой нагрузкой на источники входных сигналов. Обычно одноступенчатыми выполняются дешифраторы на небольшое число входов, определяемое возможностями элементов применяемой серии микросхем

1.1.1.2 Пирамидальный дешифратор

Появление мало разрядных дешифраторов поставило вопрос о применении их как средств построения дешифраторов большей разрядности, что дает существенную экономию аппаратурных затрат.

Любой нужный дешифратор может быть построен по пирамидальной структуре. При этом, входное слово делится на поля, разрядность которых соответствует числу входов имеющихся дешифраторов, а затем из этих же дешифраторов строится пирамидальная структура, представляющая совокупность линейных дешифраторов. 

1.1.1.3 Матричные дешифраторы

Матричные дешифраторы формируются на основе простых линейных дешифраторов меньшей размерности, т.е. строятся в виде матрицы.

1.1.2 Шифратор

Шифратор - это логическое устройство, выполняющее преобразование позиционного кода в n разрядный двоичный код. Другими словами, при возбуждении одной из входных цепей шифратора на его выходах формируется слово (двоичный код), отображающее номер возбужденной цепи.

Полный двоичный шифратор имеет m = 2ⁿ входов и n выходов. Одно из основных применений шифратора - ввод данных с клавиатуры, при котором нажатие клавиши, например, десятичной цифры должно приводить к передаче в устройство двоичного кода данной цифры.

Таким образом, шифратор - это комбинационное устройство, которое выполняет микрооперацию, обратную микрооперации дешифратора.

Приведем пример шифратора для трех переменных. Таблица состояний такого шифратора приведена в таблице 2, а принципиальная - на рисунке 2.

Таблица 2  - Таблица состояний шифратора                                             

X\z	Z2	Z1	Z0	Система логических уравнений
X0	0	0	0	Z0=X1+X3+X5+X7 Z1=X2+X3+X6+X7 Z2=X4+X5+X6+X7
X1	0	0	1
X2	0	1	0
X3	0	1	1
X4	1	0	0
X5	1	0	1
X6	1	1	0
X7	1	1	1

Рисунок 2 - Схема шифратора кода 8  3

2 Мультиплексоры, демультиплексоры

2.1 Краткий справочный материал

2.1.1 Мультиплексоры

Большая часть данных в цифровых системах передается непосредственно по проводам и по полоскам фольги (проводникам) печатных плат. Обычно возникает необходимость в многократной передаче информационных двоичных сигналов из одного места в другое. В некоторых случаях нужно передавать данные на большие расстояния по телефонным линиям и кабелям. Если бы все данные передавались одновременно по параллельным линиям связи, общая длина таких кабелей была бы слишком велика и они были бы слишком дороги. Вместо этого данные передаются по одному проводу в последовательной форме и группируются в параллельные данные на приемном конце этой единственной линии связи. Устройства используемые для последовательной посылки и приема данных, называются соответственно мультиплексор и демультиплексор. Параллельные данные одного из цифровых устройств с помощью мультиплексора преобразуются в последовательные информационные сигналы, которые передаются по одному проводу. На выходе демультиплексора эти последовательные сигналы снова группируются в параллельные данные.

Таким образом, на входе канала устанавливается устройство, называемое мультиплексором (переключателем MS), которое согласно коду адреса подключает к выходу один из источников информации. Например, из четырёх источников D₀, D₁, D₂ и D₃, которые подключены к информационным входам мультиплексора, необходимо выбрать один. Для этого должен быть указан номер информационного входа. Обычно он задаётся двоичным кодом на управляющих входах мультиплексора. Для мультиплексора с двумя информационными входами очевидно достаточно одного управляющего входа Х₀, для мультиплексора с четырьмя информационными входами – достаточно двух - Х₁ и Х₀ и т.д.

Булева функция, описывающая мультиплексор с четырьмя информационными входами, легко видеть, имеет вид: Y=D₀^X₁^X₀ + D₁^X₁X₀ + D₂X₁^X₀ + D₃X₁X₀, где Y – значение логического сигнала на выходе мультиплексора; D₀, D₁, D₂ и D₃ – значения логических сигналов на информационных входах мультиплексора; X₁,  X₀ – управляющие переменные, задающие номер информационного входа мультиплексора.

Аналогично можно построить выражения для мультиплексора с 2-мя, 8-ю и т.д. информационными входами. Обычно мультиплексоры обозначаются так: MS 21 – мультиплексор с двумя информационными входами на один выход; MS 81 – мультиплексор с восемью информационными входами на один выход и т.п. Мультиплексоры могут быть собраны из простейших логических элементов И, ИЛИ, НЕ или могут использоваться готовые мультиплексоры в виде интегральных микросхем.

Приведем примеры некоторых вариантов схем. Схема МS 21, собранная из простейших логических элементов, приведена на рисунке 3, а схема MS 41 приведена на рисунке 4 (на этой схеме информационные входы обозначены как 0,1,2 и 3, а управляющие – А, В).

Рисунок 3	Рисунок 4

Мультиплексоры способны селектировать определенный канал, поэтому их иногда называют селекторами или селекторами-мультиплексорами. Например, для передачи данных на выход от девятого канала следует установить код адреса 1001. Как правило, в большинстве серий микросхем число каналов не более шестнадцати, а выход один. Когда количество коммутируемых входов мультиплексора недостаточно для решения задачи, то для увеличения числа переключаемых входов используют каскадное соединение мультиплексоров.