Circuito encoder e decodificatore: definizione, funzionamento, 5 applicazioni

Definizione encoder

Un codificatore è a circuito combinatorio digitale che converte il binario informazioni di massimo 2n linee di ingresso in n linee di uscita. Il valore binario di input corrispondente genera le righe di output.

Circuito encoder

Esempio di un codificatore:

Da ottale a codificatore binario

Ha ingressi per ciascuna delle cifre ottali che è un totale di otto in numero. Dispone di tre linee di uscita (secondo la regola che l'encoder della linea di ingresso 2n avrà n linee di uscita). Le uscite rappresentano i numeri in binario.

L'encoder può essere implementato utilizzando porte OR. L'uscita C è uguale a 1 se il valore della cifra ottale è 1, 3, 5, 7. L'uscita B sarà uno se il numero ottale ha un valore di 2, 3, 6, 7. L'uscita AS sarà uno se il il valore delle cifre ottali di input è 4, 5, 6, 7. Le seguenti espressioni booleane rappresentano gli output.

A = O₄ + O₅ + O₆ + O₇

B=O₂ + O₃ + O₄ + O₇

C = O₁ + O₃ + O₆ + O₇

L'encoder implementato in tabella ha l'unica limitazione. Cioè, un solo ingresso può essere in modalità attiva in un dato momento. Ecco perché se due ingressi vengono attivati, le linee di uscita producono uscite non definite.

Facciamo un esempio se l'ingresso O3 è in uno stato attivo e anche l'ingresso O6 è in uno stato attivo, l'encoder produce l'uscita come 111. Il risultato non rappresenta né O6 né O3. Quindi, c'è un pasticcio.

Per risolvere questo problema, i nuovi encoder sono progettati con una priorità di input per assicurarsi che venga abilitato solo un input alla volta. Se la priorità è alta per le cifre più alte in questo nuovo sistema, allora per O3 e O6 abilitati, l'uscita sarà 110, che rappresenta 6 in binario. Ciò accade poiché O6 ha una priorità maggiore di O3.

Codificatore prioritario

 Un encoder prioritario è un particolare tipo di circuito encoder che ha una funzione prioritaria per gli ingressi. La funzione di priorità funziona nel mondo reale. Ad esempio, se c'è una coda e hai una priorità alta, vai per primo! Se esiste un'operazione in cui entrambi i valori di input sono 1, allora l'1 con la priorità più alta avrà la precedenza.

Come possiamo vedere dalla tabella di verità dell'encoder di priorità, ha tre uscite. Due sono uscite generali; un altro, Y, è un indicatore di bit valido.

L'indicatore del bit destro è impostato su 1 quando uno o più di un ingresso ha un valore di 1. Se esistono tali condizioni, in cui tutti gli ingressi sono impostati su 0 o l'informazione non è valida, anche Y diventa 0. Non c'è verifica di altre uscite se il termine Y è 0.

Quindi, vengono specificati come termini non interessati. Le tabelle di verità usano parole che non mi interessano per rappresentare 0 o 1 piuttosto che elencare 16 termini per variabili. Ad esempio, 100X significa 1000 o 1001.

Come accennato in precedenza, maggiore è il numero del pedice, maggiore è la priorità del numero. Dalla tabella della verità possiamo vedere che l'input O3 ha la massima priorità come input. Questo è il motivo per cui qualunque sia il valore delle altre cifre di input quando il valore di O3 è 1, l'output diventa 11. Allo stesso modo, O2 ha una priorità inferiore a O3 e superiore a O1 e O0. Quando l'ingresso di O2 è 1, il risultato sarà 10. Allo stesso modo, per O1, l'uscita è 01, e per O0, il risultato sarà 00.

La funzione booleana per l'encoder prioritario sarà:

A = D2 + D3

B = D3 + D1 D2 '

Y = D0 + D1 + D2 + D3

In cosa differisce un circuito encoder prioritario dal multiplexer? Leggi qui!

DECODIFICATORI

Definizione e panoramica

Un decodificatore è un circuito combinato che esegue l'operazione opposta di un circuito codificatore. Decodifica o semplifica le informazioni codificate da n linee di input a un massimo di 2n linee di output.

Circuito del decodificatore

I codici binari rappresentano informazioni di quantità distinte. Un codice binario a n bit può rappresentare un massimo di 2 n diversi elementi di dati codificati. Un decodificatore decodifica tali informazioni e fornisce l'output.

I decodificatori sono specificati come numeri di input per numeri di decodificatori di linea di uscita. Se il numero di linee di input è n, ci sarà un massimo di 2n output. Ogni singola combinazione di input produce un valore di output distinto.

Per illustrare il funzionamento di un decoder prendiamo l'esempio di un decoder 3:8. Le specifiche suggeriscono che il circuito decodificherà le tre linee di ingresso in otto uscite di ogni singola uscita rappresenta i termini minimi. Le porte NOT collegate invertono le linee dati di ingresso quando necessario. Le porte AND (in totale otto) producono i termini minimi (ciascuno per un'uscita).

Dalla tabella di verità, possiamo osservare che sette uscite hanno un valore di 0 e un'uscita, che ha un valore di 1. Il risultato, che ha un valore di 1, rappresenta il valore di ingresso effettivo o il termine minimo.

Esistono decodificatori costruiti con porte di base universali come NAND e NOR. L'uso di una porta NAND è economico ed efficiente per costruire un decoder. I decoder devono anche abilitare ingressi come gli encoder. Il decodificatore viene abilitato quando il pin di ingresso di abilitazione ha un valore 0. Solo un'uscita può avere un valore 0 alla volta e il resto delle uscite sarà uguale a 1. La tabella di verità seguente semplifica l'operazione.

I circuiti vengono disabilitati se il valore E è impostato su 1. Come il circuito encoder, se il valore E è impostato su 1, non verrà effettuato alcun controllo sugli altri ingressi. Nello stato disabilitato del decoder, nessuna uscita ha il valore 0 e non viene eletto alcun termine minimo. Molti decoder hanno più di un pin di abilitazione. Devono rispettare le operazioni logiche da eseguire come decodificatore.

Un demultiplexer può essere realizzato utilizzando un decoder se il decoder viene aggiunto con ingressi di abilitazione. I decoder corrispondenti in parallelo possono realizzare decoder di grandi dimensioni.

Implementazione della logica utilizzando decodificatori

Un decodificatore ha 2n linee di dati in ingresso e n linee di uscita. 2n rappresenta i minterm e n rappresenta il numero di variabili utilizzando le quali vengono formati i minterm. Come accennato in precedenza, per ogni combinazione di input, ci sono output diversi.

Un decodificatore può essere utilizzato per implementare porte logiche poiché le funzioni booleane non sono altro che la somma di minterm. Una porta OR collegata a un decodificatore può implementare la logica di una funzione booleana.

Applicazioni di codificatori e decodificatori

Il circuito del codificatore e il circuito del decodificatore hanno applicazioni nei dispositivi digitali intelligenti in quanto sono significativi per l'era digitale di oggi.

Alcune delle applicazioni significative sono:

1. Controllo della velocità dei motori moderni.
2. Telecamere per la visione notturna
3. Rivelatori di metalli
4. Il circuito encoder ha applicazioni nei veicoli robotici
5. Sistema di automazione – in particolare il sistema di automazione domestica.
6. I sistemi di monitoraggio automatico hanno diversi tipi di circuiti encoder.
7. Il circuito del codificatore è stato utilizzato nel sistema di comunicazione crittografato.

Sudipta Roy

Ciao, sono Sudipta Roy. Ho fatto B. Tech in Elettronica. Sono un appassionato di elettronica e attualmente mi dedico al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Nutro un vivo interesse nell'esplorazione delle tecnologie moderne come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico. I miei scritti sono dedicati a fornire dati accurati e aggiornati a tutti gli studenti. Aiutare qualcuno ad acquisire conoscenze mi dà un immenso piacere.
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