Mga decoder ng binary

Ang decoder ay uri ng kombinasyon ng Circuit na nagde-decode ng kaunting halaga sa malaking halaga ng bit. Karaniwan itong ginagamit kasama ang mga encoder na eksaktong eksaktong kabaligtaran ng ginagawa ng isang decoder, kaya basahin ang tungkol sa mga Encoder dito bago ka magpatuloy sa Decoder. Muli tulad ng Encoder maraming mga uri ng Decoder din ngunit ang bilang ng mga linya ng output sa isang decoder ay palaging magiging higit sa bilang ng mga linya ng pag-input. Malalaman namin kung paano gumagana ang isang decoder at kung paano kami makakagawa ng isa para sa aming proyekto sa tutorial na ito.

Pangunahing Principe ng Decoder:

Tulad ng sinabi sa mas maaga, ang decoder ay isang counter bahagi lamang ng isang Encoder. Tumatagal ito ng isang partikular na bilang ng mga binary halaga bilang mga input at decode pagkatapos sa higit pang mga linya sa pamamagitan ng paggamit ng lohika. Ang isang sample na decoder ay ipinapakita sa ibaba na tumatagal ng 2 Mga Linya bilang pag-input at iko-convert ang mga ito sa 4 na Linya.

Ang isa pang panuntunan sa hinlalaki na may Decoder ay, kung ang bilang ng mga input ay isinasaalang-alang bilang n (dito n = 2) kung gayon ang bilang ng output ay palaging katumbas ng 2 ⁿ (2 ² = 4) na apat sa aming kaso. Ang Decoder ay may 2 linya ng pag-input at 4 na linya ng output; samakatuwid ang ganitong uri ng Decoder ay tinatawag bilang 2: 4 Decoder. Ang dalawang input pin ay pinangalanan bilang I1 at I0 at ang apat na output pin ay pinangalanan mula O0 hanggang O3 tulad ng ipinakita sa itaas.

Mahalaga rin na malaman na ang isang ordinaryong Decoder tulad ng ipinakita dito ay may isang sagabal na hindi makilala ang pagitan ng kundisyon ng parehong mga input na zero (hindi konektado sa ibang mga circuit) at ang parehong mga input ay mababa (lohika 0). Ang sagabal na ito ay maaaring malutas gamit ang isang Priority Decoder na malalaman natin sa paglaon sa artikulong ito. Ang talahanayan ng katotohanan ng isang ordinaryong Decoder ay ipinapakita sa ibaba

Mula sa talahanayan ng katotohanan ng decoder maaari naming isulat ang ekspresyon ng Boolean para sa bawat linya ng Output, sundin lamang kung saan ang output ay makakakuha ng mataas at bumuo ng isang AT na lohika batay sa mga halaga ng I1 at I0. Ito ay halos kapareho sa pamamaraan ng Encoder, ngunit dito ginagamit namin ang AT na lohika sa halip na ang OR na lohika. Ang Boolean Expression para sa lahat ng apat na linya ay ibinibigay sa ibaba, kung saan ang simbolo (.) Ay kumakatawan sa AT lohika at ang simbolong (') ay kumakatawan sa HINDI Logic

O ₀ = ko ₁ '.I ₀ ' O ₁ = ko ₁ '.I ₀ O ₂ = ko ₁.I ₀ ' O ₃ = ko ₁.I ₀

Ngayon na mayroon kaming lahat ng apat na pagpapahayag na maaari nating mai-convert ang mga expression na ito sa isang kombinasyong lohika gate gate gamit ang AND gate at HINDI gate. Gamitin lamang ang mga AND gate sa lugar ng (.) At isang HINDI gate (baligtad na lohika) sa lugar ng isang (') at makukuha mo ang sumusunod na diagram ng lohika.

Buuin natin ang 2: 4 decoder circuit diagram sa breadboard at suriin kung paano ito gumagana sa totoong buhay. Upang magawa ito bilang isang hardware kailangan mong gamitin ang logic gate IC tulad ng 7404 para sa HINDI gate at ang 7408 para sa AND gate. Ang dalawang input na I0 at I1 ay ibinibigay sa pamamagitan ng isang pindutan ng push at ang output ay sinusunod sa pamamagitan ng mga LED light. Kapag ginawa mo ang koneksyon sa breadboard magiging ganito ang hitsura sa larawan sa ibaba

Ang board ay pinalakas ng isang panlabas na + 5V supply, na kung saan ay nagpapalakas sa Gate IC kahit na ang Vcc (pin 14) at ground (pin 7) na mga pin. Ang input ay ibinibigay ng mga pindutan ng push, kapag pinindot ito ay lohika 1 at kapag hindi pinindot ay nagbibigay ito ng lohika 0, ang isang pull down na risistor ng halagang 1k ay idinagdag din kasama ang mga linya ng pag-input upang maiwasan ang mga pin mula sa lumulutang na kondisyon. Ang mga linya ng output (O0 hanggang O3) ay ibinibigay sa pamamagitan ng mga pulang LED light na ito, kung makikita nila ito ay lohika 1 pa rin ito ay lohika 0. Ang kumpletong pagtatrabaho ng decoder circuit na ito ay ipinapakita sa video sa ibaba

Tandaan na ang talahanayan ng katotohanan para sa bawat input ay ipinapakita sa kaliwang sulok sa itaas at ang LED ay kumikinang din sa parehong maayos na pamamaraan. Katulad din makakalikha rin tayo ng kombinasyong lohikal na diagram para sa lahat ng uri ng Decoder at maitayo ang mga ito sa hardware na tulad nito. Maaari mo ring tingnan ang madaling magagamit na decoder IC's kung ang iyong proyekto ay nababagay sa isa.

Mga drawbacks ng karaniwang Decoder:

Tulad ng isang Encoder ang karaniwang Decoder ay naghihirap din mula sa parehong problema, kung ang parehong mga input ay hindi konektado (lohika X) ang output ay hindi mananatili bilang zero. Sa halip ang Decoder ay isasaalang-alang ito bilang lohika 0 at ang bit O0 ay gagawin mataas.

Priority Decoder:

Kaya ginagamit namin ang Priority Decoder upang mapagtagumpayan ang problemang iyon, ang ganitong uri ng decoder ay may labis na input pin na may label na "E" (Paganahin) na makakonekta sa wastong pin ng prioridad na Decoder. Ang diagram ng block para sa isang priyoridad na Decoder ay ipinapakita sa ibaba.

Ang talahanayan ng katotohanan para sa isang Priority Encoder ay ipinakita rin sa ibaba, narito ang X ay walang koneksyon at ang '1' ay kumakatawan sa mataas na lohika at ang '0' ay kumakatawan sa mababang lohika. Pansinin na ang paganahin ang bit ay 0 kapag walang koneksyon sa mga linya ng Input at samakatuwid ang mga linya ng output ay mananatiling zero din. Sa ganitong paraan magagawa nating mapagtagumpayan ang nabanggit na sagabal.

Tulad ng lagi mula sa talahanayan ng katotohanan maaari naming himukin ang ekspresyon ng Boolean para sa mga linya ng output na O0 hanggang O3. Ang Boolean Expression para sa talahanayan sa itaas na katotohanan ay ipinapakita sa ibaba. Kung titingnan mo nang mas malapit maaari mong mapansin na ang ekspresyon ay kapareho ng isang normal na 2: 4 na decoder ngunit ang Paganahin ang bit (E) ay nagawa sa AT na may ekspresyon.

O ₀ = EI ₁ '.I ₀ ' O ₁ = EI ₁ '.I ₀ O ₂ = EI ₁.I ₀ ' O ₃ = EI ₁.I ₀

Ang combinational lohika diagram para sa itaas Boolean expression ay maaaring binuo gamit ang isang pares ng mga Inverters (HINDI Gates) at 3-input AT gate. Palitan lamang ang simbolong (') ng mga inverters at ang (.) Simbolo ng AND gate at makukuha mo ang sumusunod na Logic diagram.

3: 8 Mga Decoder:

Mayroon ding ilang mga mas mataas na order na Decoder tulad ng 3: 8 Decoder at ang 4:16 Decoder na mas karaniwang ginagamit. Ang mga Decoder na ito ay madalas na ginagamit sa mga IC packages sa pagiging kumplikado ng circuit. Ito rin ay napaka-pangkaraniwan upang pagsamahin ang mga mas mababang order decoder tulad ng 2: 4 Decoder upang bumuo ng isang mas mataas na order Decoder. Halimbawa alam natin na ang isang 2: 4 na Decoder ay mayroong 2 Mga Input (I0 at I1) at 4 na Mga Output (O0 hanggang O3) at ang isang 3: 8 na Decoder ay mayroong tatlong mga input (I0 hanggang I2) at Walong Mga Output (O0 hanggang O7). Maaari naming gamitin ang mga sumusunod na formula upang makalkula ang bilang ng mga mas mababang order na decoder (2: 4) na kinakailangan upang bumuo ng isang mas mataas na decoder ng order tulad ng 3: 8 Decoder.

Kinakailangan na bilang ng Mababang Order Decoder = m2 / m1 Kung saan, m2 -> bilang ng mga output para sa mas mababang order Decoder m1 -> bilang ng mga output para sa mas mataas na order Decoder

Sa aming kaso, ang halaga ng m1 ay magiging 4 at ang halaga ng m2 ay magiging 8, kaya ang paglalapat ng mga halagang ito sa mga nabanggit na formula na nakukuha namin

Kinakailangan na bilang ng 2: 4 Decoder para sa 3: 8 Decoder = 8/4 = 2

Ngayon alam namin na kakailanganin namin ang dalawang 2: 4 Decoder upang bumuo ng isang 3: 8 Decoder, ngunit paano dapat konektado ang dalawang ito upang magtipon. Ang diagram sa ibaba ng block ay nagpapakita nito

Tulad ng nakikita mo ang mga input na A0 at A1 ay konektado bilang mga parallel input para sa parehong mga decoder at pagkatapos ang Enable pin ng unang Decoder ay ginawa upang kumilos bilang A2 (pangatlong input). Ang Inverted signal ng A2 ay ibinibigay sa Paganahin ang pin ng pangalawang decoder upang makuha ang mga output na Y0 hanggang Y3. Dito ang mga output na Y0 hanggang Y3 ay tinukoy bilang Mababang apat na minterm at ang mga output na Y4 hanggang Y7 ay tinukoy bilang mas mataas na apat na minterm. Ang mga mas mababang order na minterma ay nakuha mula sa pangalawang decoder at ang mas mataas na order na minterms ay nakuha mula sa unang decoder. Bagaman ang isang kapansin-pansin na sagabal sa ganitong uri ng kombinasyong disenyo ay iyon, ang Decoder ay hindi magkakaroon ng isang Paganahin ang pin na ginagawang madaling kapitan sa mga problemang tinalakay nang mas maaga.

4:16 Decoder:

Katulad ng isang 3: 8 Decoder isang 4:16 na decoder ay maaari ring maitayo sa pamamagitan ng pagsasama ng dalawang 3: 8 Decoder. Para sa isang 4: 16 Decoder magkakaroon kami ng apat na input (A0 hanggang A3) at labing-anim na output (Y0 hanggang Y15). Samakatuwid, para sa isang 3: 8 Decoder magkakaroon lamang kami ng tatlong mga input (A0 hanggang A2).

Ginamit na namin ang mga formula upang makalkula ang bilang ng kinakailangang Decoder, sa kasong ito ang halaga ng m1 ay magiging 8 dahil ang 3: 8 decoder ay may 8 output at ang halaga ng m2 ay magiging 16 dahil ang 4:16 decoder ay may 16 output, kaya ang paglalapat ng mga halagang ito sa mga pormula sa itaas na nakukuha natin

Kinakailangan na bilang ng 3: 8 Decoder para sa 4:16 Decoder = 16/8 = 2

Samakatuwid kailangan namin ng dalawang 3: 8 Decoder para sa pagbuo ng isang 4:16 Decoder, ang pag-aayos ng dalawang 3: 8 Decoder na ito ay magiging katulad din ng ginawa namin kanina. Ang diagram ng block para sa pagkonekta ng dalawang 3: 8 na Decoder na magkasama ay ipinapakita sa ibaba.

Dito ang mga output na Y0 hanggang Y7 ay isinasaalang-alang bilang mas mababang walong minterm at ang output mula Y8 hanggang Y16 ay isinasaalang-alang bilang mas mataas na walong minterms. Ang mas mababang kanang minterms ay direktang nilikha gamit ang mga input na A0, A1 at A2. Ang parehong mga signal ay ibinigay din sa tatlong mga input ng unang Decoder, ngunit ang Paganahin ang pin ng unang decoder ay ginagamit bilang pang-apat na input Pin (A3). Ang baligtad na signal ng ika-apat na input na A3 ay ibinibigay upang paganahin ang pin ng pangalawang Decoder. Ang unang decoder ay naglalabas ng mas mataas na walong halaga ng minterms.

Mga Aplikasyon:

Ang isang Decoder ay karaniwang ginagamit kasama ng isang Encoder at samakatuwid ay pareho silang nagbabahagi ng parehong mga application. Kung walang mga Decoder at Encoder ang mga modernong electronics tulad ng mobile phone at Laptops ay hindi posible. Ilang mga mahahalagang aplikasyon ng Decoder ang nakalista sa ibaba.

• Paglalapat ng Sequencing Signal Application
• Mga Application ng Timing Signal
• Mga linya ng network
• Mga elemento ng memorya
• Mga Network ng Telepono