Definice kodéru
Kodér je a digitální kombinační obvod, který převádí binární informace o maximálně 2n vstupních řádcích do n výstupních řádků. Odpovídající vstupní binární hodnota generuje výstupní řádky.
Obvod kodéru
Příklad kodéru:
Osmičkový až binární kodér
Má vstupy pro každou z osmičkových číslic, což je celkem osm. Má tři výstupní linky (podle pravidla, že kodér 2n vstupní linky bude mít n výstupní linku). Výstupy představují čísla v binárním formátu.
Kodér lze implementovat pomocí bran OR. Výstup C se rovná 1, pokud je hodnota osmičkové číslice 1, 3, 5, 7. Výstup B bude jeden, pokud má osmičkové číslo hodnotu 2, 3, 6, 7. Výstup AS bude jeden, pokud hodnota vstupních osmičkových číslic je 4, 5, 6, 7. Výstupy představují následující logické výrazy.
A = O4 + O.5 + O.6 + O.7
B = O2 + O.3 + O.4 + O.7
C = O1 + O.3 + O.6 + O.7
| 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 |
Kodér implementovaný u stolu má jediné omezení. To znamená, že pouze jeden vstup může být v aktivním režimu v daném okamžiku. To je důvod, proč jsou-li aktivní dva vstupy, pak výstupní řádky produkují nedefinované výstupy.
Vezměme si příklad, pokud je vstup O3 v aktivním stavu a vstup O6 je také v aktivním stavu, pak kodér vytvoří výstup jako 111. Výsledek nepředstavuje O6 ani O3. Takže je tam nepořádek.
K vyřešení tohoto problému jsou nové kodéry navrženy s prioritou vstupu, aby bylo zajištěno, že bude povolen pouze jeden vstup najednou. Pokud je v tomto novém systému nastavena vysoká priorita pro vyšší číslice, pak pro povolené O3 a O6 bude výstup 110, což představuje 6 v binárním formátu. K tomu dochází, protože O6 má vyšší prioritu než O3.
Prioritní kodér
Kodér priority je konkrétní typ obvodu kodéru, který má prioritní funkci pro vstupy. Funkce priority funguje v reálném světě. Například pokud existuje fronta a máte vysokou prioritu, jděte první! Pokud existuje operace, kde jsou obě vstupní hodnoty 1, bude mít přednost 1 s nejvyšší prioritou.
| 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 můžeme vidět z pravdivostní tabulky kodéru priority, má tři výstupy. Dva jsou obecné výstupy; další, Y, je platný bitový indikátor.
Pravý bitový indikátor je nastaven na 1, když jeden nebo více než jeden vstup má hodnotu 1. Pokud existují takové podmínky, kdy jsou všechny vstupy nastaveny na 0 nebo informace nejsou platné, pak se Y také stane 0. kontrola ostatních výstupů, pokud je člen Y 0.
Poté jsou specifikovány jako termíny „nezáleží“. V pravdivostních tabulkách se k reprezentaci 0 nebo 1 používají slova nedbaje, místo aby uváděly 16 výrazů pro proměnné. Například 100X znamená buď 1000 nebo 1001.
Jak již bylo zmíněno dříve, čím vyšší je číslo dolního indexu, tím vyšší je priorita čísla. Z tabulky pravdy vidíme, že vstup O3 má nejvyšší prioritu jako vstup. Proto bez ohledu na hodnoty ostatních vstupních číslic, když je hodnota O3 1, bude výstup 11. Podobně má O2 prioritu nižší než O3 a vyšší než O1 a O0. Když je vstup O2 1, výsledek bude 10. Stejným způsobem bude pro O1 výstup 01 a pro O0 bude výsledek 00.
Booleovská funkce pro prioritní kodér bude:
A = D2 + D3
B = D3 + D1 D2 '
Y = D0 + D1 + D2 + D3
Jak se obvod prioritního kodéru liší od multiplexeru? Číst zde!
DEKODÉRY
Definice a přehled
Dekodér je kombinační obvod, který provádí opačnou činnost obvodu kodéru. Dekóduje nebo zjednodušuje kódované informace z n vstupních linek na maximálně 2 n výstupních linek.
Obvod dekodéru
Binární kódy představují informace o různých veličinách. N-bitový binární kód může představovat maximálně 2n různých prvků kódovaných dat. Dekodér tuto informaci dekóduje a poskytne výstup.
Dekodéry jsou specifikovány jako čísla vstupu na čísla dekodérů na výstupní lince. Pokud je počet vstupních řádků n, bude výstup maximálně 2n. Každá jednotlivá kombinace vstupů vytváří zřetelnou výstupní hodnotu.
Pro ilustraci fungování dekodéru si vezměme příklad dekodéru 3: 8. Specifikace naznačuje, že obvod bude dekódovat tři vstupní řádky do osmi výstupů, přičemž každý jednotlivý výstup představuje minimální členy. Připojené brány NOT invertují vstupní datové linky, kdykoli je to nutné. Brány AND (celkem osm) produkují minimální podmínky (každá pro jeden výstup).
| 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 tabulky pravdivosti můžeme pozorovat, že sedm výstupů má hodnotu 0 a jeden výstup, který má hodnotu 1. Výsledek, který má hodnotu 1, představuje skutečnou vstupní hodnotu nebo minimální termín.
Existují dekodéry, které jsou konstruovány s univerzálními základními branami, jako jsou NAND a NOR. Použití brány NAND je ekonomické i efektivní pro vytvoření dekodéru. Dekodéry také musí povolit vstupy, jako jsou kodéry. Dekodér se aktivuje, když má vstupní pin aktivace hodnotu 0. Pouze jeden výstup může mít hodnotu 0 najednou a zbytek výstupů bude roven 1. Níže uvedená tabulka pravdivosti zjednodušuje provoz.
| umožnit | 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 |
Obvody se deaktivují, pokud je hodnota E nastavena na 1. Stejně jako v obvodu kodéru, pokud je hodnota E nastavena na 1, nebude provedena kontrola dalších vstupů. V deaktivovaném stavu dekodéru nemají žádné výstupy hodnotu 0 a není zvolen žádný minimální termín. Mnoho dekodérů má více než jeden aktivační kolík. Aby mohli fungovat jako dekodér, musí dodržovat logické operace.
Demultiplexor lze vytvořit pomocí dekodéru, pokud je dekodér přidán s povolenými vstupy. Paralelně odpovídající dekodéry mohou vytvářet velké dekodéry.
Implementace logiky pomocí dekodérů
Dekodér má 2 n vstupních datových linek an výstupních linek. 2n představuje mintermy a n představuje počet proměnných, pomocí kterých jsou mintermy vytvořeny. Jak již bylo zmíněno dříve, pro každou kombinaci vstupů existují různé výstupy.
Dekodér lze použít k implementaci logických bran, protože booleovské funkce nejsou nic jiného než součet mintermů. Brána OR spojená s dekodérem může implementovat logiku booleovské funkce.
Aplikace kodérů a dekodérů
Obvod kodéru a obvod dekodéru mají aplikace v inteligentních digitálních zařízeních, protože jsou významné pro dnešní digitální éru.
Některé z významných aplikací jsou -
- Regulace rychlosti moderních motorů.
- Kamery pro noční vidění
- Detektory kovů
- kódovací obvod má aplikace v robotických vozidlech
- Automatizační systém - zejména systém domácí automatizace.
- Systémy automatického monitorování mají různé typy obvodů kodéru.
- Obvod kodéru byl použit v systému šifrované komunikace.
Ahoj, jsem Sudipta Roy. Udělal jsem B. Tech v elektronice. Jsem nadšenec do elektroniky a v současnosti se věnuji oboru Elektronika a komunikace. Mám velký zájem o objevování moderních technologií, jako je AI a strojové učení. Moje práce se věnují poskytování přesných a aktualizovaných údajů všem studentům. Pomáhat někomu při získávání znalostí mi přináší nesmírnou radost.
Spojme se přes LinkedIn –
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!