Definicja kodera
Koder to cyfrowy układ kombinowany, który konwertuje binarne informacja o maksymalnie 2n liniach wejściowych na n liniach wyjściowych. Odpowiednia wejściowa wartość binarna generuje linie wyjściowe.
Obwód enkodera
Przykład enkodera:
Koder ósemkowy na binarny
Posiada wejścia dla każdej cyfry ósemkowej, czyli w sumie osiem. Posiada trzy linie wyjściowe (zgodnie z zasadą, że enkoder 2n linii wejściowej będzie miał n linii wyjściowej). Wyjścia reprezentują liczby w systemie binarnym.
Koder można zaimplementować za pomocą bramek OR. Wyjście C jest równe 1, jeśli wartość cyfry ósemkowej wynosi 1, 3, 5, 7. Wyjście B będzie jednym, jeśli liczba ósemkowa ma wartość 2, 3, 6, 7. Wyjście AS będzie równe jeden, jeśli wartość wejściowych cyfr ósemkowych to 4, 5, 6, 7. Następujące wyrażenia logiczne reprezentują wyjścia.
A = O4 +O5 +O6 +O7
B=O2 +O3 +O4 +O7
C = O1 +O3 +O6 +O7
| O0 | O1 | O2 | O3 | O4 | O5 | O6 | O7 | A | B | C |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Enkoder zaimplementowany przy stole ma jedyne ograniczenie. Oznacza to, że w danym momencie tylko jedno wejście może być w trybie aktywnym. Dlatego jeśli dwa wejścia są aktywne, to linie wyjściowe generują niezdefiniowane wyjścia.
Weźmy dla przykładu, jeśli wejście O3 jest w stanie aktywnym i wejście O6 jest również w stanie aktywnym, to enkoder generuje wyjście jako 111. Wynik nie reprezentuje O6 ani O3. Więc jest bałagan.
Aby rozwiązać ten problem, nowe kodery są projektowane z priorytetem wejścia, aby upewnić się, że tylko jedno wejście jest włączone w danym momencie. Jeśli priorytet zostanie ustawiony jako wysoki dla wyższych cyfr w tym nowym systemie, to dla włączonych O3 i O6 wyjście będzie miało wartość 110, co odpowiada 6 binarnie. Dzieje się tak, ponieważ O6 ma wyższy priorytet niż O3.
Koder priorytetów
Enkoder priorytetowy to szczególny typ obwodu enkodera, który ma funkcję priorytetu dla wejść. Funkcja priorytetu działa w świecie rzeczywistym. Na przykład, jeśli jest kolejka i masz wysoki priorytet, idź pierwszy! Jeśli istnieje operacja, w której obie wartości wejściowe wynoszą 1, pierwszeństwo będzie miała wartość 1 o najwyższym priorytecie.
| O0 | O1 | O2 | O3 | A | B | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | X | X | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| X | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| X | X | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 |
Jak widać z tabeli prawdy enkodera priorytetowego, ma on trzy wyjścia. Dwa to ogólne wyniki; inny, Y, jest prawidłowym wskaźnikiem bitowym.
Prawy wskaźnik bitowy jest ustawiony na 1, gdy jedno lub więcej niż jedno wejście ma wartość 1. Jeśli istnieją takie warunki, w których wszystkie wejścia są ustawione na 0 lub informacja jest nieprawidłowa, wtedy Y również staje się 0. Nie ma sprawdzanie innych wyjść, jeśli termin Y wynosi 0.
Następnie określa się je jako terminy „nie dbające”. Tabele prawdy używają słów „nieważne”, aby reprezentować 0 lub 1, zamiast wymieniać 16 terminów dla zmiennych. Na przykład 100X oznacza 1000 lub 1001.
Jak wspomniano wcześniej, im wyższy jest indeks dolny, tym wyższy jest priorytet numeru. Z tabeli prawdy widać, że wejście O3 ma najwyższy priorytet jako wejście. Dlatego niezależnie od wartości innych cyfr wejściowych, gdy wartość O3 wynosi 1, wyjście przyjmuje wartość 11. Podobnie, O2 ma priorytet niższy niż O3 i wyższy niż O1 i O0. Gdy wejście O2 wynosi 1, wynik będzie wynosił 10. W ten sam sposób, dla O1, wyjście to 01, a dla O0, wynikiem będzie 00.
Funkcja logiczna dla enkodera priorytetowego będzie wyglądać następująco:
A = D2 + D3
B = D3 + D1 D2 '
Y = D0 + D1 + D2 + D3
Czym różni się obwód enkodera priorytetowego od multipleksera? Przeczytaj tutaj!
DEKODERY
Definicja i przegląd
Dekoder to obwód kombinacyjny, który wykonuje odwrotną operację niż obwód kodera. Dekoduje lub upraszcza zakodowane informacje z n linii wejściowych do maksymalnie 2n linii wyjściowych.
Obwód dekodera
Kody binarne przedstawiają informacje o różnych ilościach. N-bitowy kod binarny może reprezentować maksymalnie 2n różnych elementów zakodowanych danych. Dekoder dekoduje te informacje i dostarcza dane wyjściowe.
Dekodery są określane jako liczby wejść do numerów dekoderów linii wyjściowych. Jeśli liczba linii wejściowych wynosi n, wówczas będzie maksymalnie 2n danych wyjściowych. Każda kombinacja danych wejściowych daje odrębną wartość wyjściową.
Aby zilustrować działanie dekodera, weźmy przykład dekodera 3: 8. Specyfikacja sugeruje, że obwód zdekoduje trzy linie wejściowe do ośmiu wyjść, z których każde wyjście reprezentuje składniki minimalne. Podłączone bramki NOT odwracają linie danych wejściowych, gdy jest to konieczne. Bramki AND (w sumie osiem) tworzą składniki minimalne (każdy dla jednego wyjścia).
| A | B | C | O0 | O1 | O2 | O3 | O4 | O5 | O6 | O7 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Z tabeli prawdy możemy zauważyć, że siedem wyjść ma wartość 0, a jedno wyjście ma wartość 1. Wynik, który ma wartość 1, przedstawia rzeczywistą wartość wejściową lub termin minimalny.
Istnieją dekodery zbudowane z uniwersalnymi podstawowymi bramkami, takimi jak NAND i NOR. Korzystanie z bramki NAND jest ekonomiczne, a także wydajne przy tworzeniu dekodera. Dekodery muszą również obsługiwać wejścia, takie jak kodery. Dekoder jest włączany, gdy pin wejściowy włączania ma wartość 0. Tylko jedno wyjście może mieć wartość 0 na raz, a pozostałe wyjścia będą równe 1. Poniższa tabela prawdy upraszcza operację.
| umożliwiać | A | B | O0 | O1 | O2 | O3 |
| 1 | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Obwody zostają wyłączone, jeśli wartość E jest ustawiona na 1. Podobnie jak obwód enkodera, jeśli wartość E jest ustawiona na 1, nie będzie sprawdzania innych wejść. W stanie wyłączonym dekodera żadne wyjścia nie mają wartości 0 i nie jest wybierany żaden termin minimalny. Wiele dekoderów ma więcej niż jeden pin włączający. Muszą przestrzegać operacji logicznych, aby wykonywać je jako dekoder.
Demultiplekser można wykonać przy użyciu dekodera, jeśli dekoder jest dodany z wejściami aktywującymi. Równolegle odpowiednie dekodery mogą tworzyć duże dekodery.
Realizacja logiki za pomocą dekoderów
Dekoder ma 2n linii danych wejściowych i n linii wyjściowych. 2n reprezentuje minterms, an reprezentuje liczbę zmiennych, za pomocą których tworzone są minterms. Jak wspomniano wcześniej, dla każdej kombinacji wejść istnieją różne wyjścia.
Dekoder może być użyty do implementacji bramek logicznych, ponieważ funkcje boolowskie są niczym innym jak sumą mintermów. Bramka OR połączona z dekoderem może implementować logikę funkcji boolowskiej.
Zastosowania koderów i dekoderów
Obwód enkodera i obwód dekodera znajdują zastosowanie w inteligentnych urządzeniach cyfrowych, ponieważ mają znaczenie dla dzisiejszej ery cyfrowej.
Niektóre z ważnych aplikacji to -
- Kontrola prędkości nowoczesnych silników.
- Kamery noktowizyjne
- Wykrywacz metalu
- obwód enkodera ma zastosowanie w pojazdach zrobotyzowanych
- System automatyki - zwłaszcza system automatyki domowej.
- Systemy automatycznego monitorowania mają różne typy obwodów enkodera.
- Obwód kodera został wykorzystany w systemie komunikacji szyfrowanej.
Cześć, jestem Sudipta Roy. Zrobiłem B. Tech w elektronice. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Interesuję się nowoczesnymi technologiami, takimi jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe. Moje teksty skupiają się na dostarczaniu dokładnych i aktualnych danych wszystkim uczniom. Pomaganie komuś w zdobywaniu wiedzy sprawia mi ogromną przyjemność.
Połączmy się poprzez LinkedIn –
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!