Decodor

Un decodor (decodor) ( eng. decodor ) în electronica digitală este un circuit combinațional care convertește un cod binar , ternar sau k-numer de n biți într-un cod de o unitate n-ary , unde este baza sistemului numeric . $\k^{n}$ $\ k$

Un cod de o unitate este o secvență de biți care conține un singur bit / trit activ ; biții/triții rămași ai secvenței sunt inactivi.

Bit/trit activ - bit/trit egal cu unul sau zero (depinde de implementarea decodorului/trit):

sau egal cu valoarea inversă ( NOT ) a bitului/tritului activ;
fie în a 3-a stare de impedanță scăzută cu o capacitate de încărcare mare, fie într-o stare de impedanță ridicată cu o capacitate de încărcare foarte mică.

Semnalul logic este activ pe ieșirea al cărei număr de secvență corespunde codului binar, ternar sau k-ary.

Decodorul binar ( k=2 ) funcționează astfel:

un cuvânt binar de n biți este introdus la intrarea decodorului . Numărul de combinații de intrare valide de n biți este ; $2^{n}$
la ieșirea decodorului, se formează un cuvânt binar din numărul de biți mai mic sau egal cu . Cuvântul de ieșire are întotdeauna un bit activ egal cu 1 sau 0, biții rămași sunt inactivi. Activitatea 0 sau 1 depinde de implementarea specifică a decodorului. Biții inactivi fie au toți starea inversă a bitului activ, fie sunt transferați în a treia stare, de înaltă impedanță . $2^{n}$

Decodoarele sunt dispozitive care efectuează funcții (operații) logice binare , ternare sau k- are.

Funcțiile logice ale unui decodor binar

Decodorul binar funcționează după următorul principiu.

Fie ca decodorul să aibă n intrări. Intrările sunt un cuvânt binar . La ieșiri, se formează un cod , a cărui adâncime de biți este mai mică sau egală cu . Cifra devine activă, al cărei număr este egal cu reprezentarea numerică a cuvântului de intrare. Sub activitatea descărcării se înțelege adoptarea valorii unei unități logice, a unui zero logic sau a transferului la o stare de impedanță ridicată - o oprire; valoarea specifică depinde de implementarea decodorului utilizată. Restul cifrelor rămân inactive. Lungimea maximă posibilă a cuvântului de ieșire este . $x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{0}$ $F_{0}F_{1}...$ $2^{n}$ $2^{n}$

Decodorul este numit complet dacă numărul de ieșiri este egal cu lungimea maximă posibilă a cuvântului de ieșire ( ). Decodorul se numește incomplet dacă o parte din biții de intrare nu este utilizat (adică numărul de ieșiri este mai mic decât ). $2^{n}$ $2^{n}$

De exemplu, dacă pentru un decodor binar complet ( k=2 ) numărul de biți de intrare este n=3 și cuvântul 010 2 =2 10 vine la intrare, 2 3 = 8 biți vor fi disponibili la ieșire , a care doar unul va fi activ - al 2-lea bit. Acest bit va fi fie 1, fie 0 (dependent de implementare), iar biții rămași vor fi inactivi (fie 0, fie 1, fie într-o stare de impedanță ridicată ).

Funcționarea unui decodor cu o unitate, ale cărui semnale de ieșire active iau valoarea unei unități logice, este descrisă de un sistem de conjuncții :

$F_{0}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...{\bar x}_{1}{\bar x}_ {0}$

$F_{1}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...{\bar x}_{1}x_{0}$

$F_{2}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...x_{1}{\bar x}_{0}$

…

$F_{{{2^{n}}-2}}=x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{1}{\bar x}_{0}$

$F_{{{2^{n}}-1}}=x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{1}x_{0}$

Adesea, decodoarele sunt completate cu o intrare E (din engleză enable ) - „enable work input” (activare). Dacă această intrare primește un semnal logic activ (unu sau zero), atunci una dintre ieșirile decodorului intră în starea activă, în caz contrar toate ieșirile sunt inactive, indiferent de starea intrărilor.

Funcționarea unui decodor cu o singură unitate cu o intrare suplimentară E este descrisă de sistemul de conjuncții :

$F_{0}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...{\bar x}_{1}{\bar x}_ {0}E$

$F_{1}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...{\bar x}_{1}x_{0}E$

$F_{2}\ ={\bar x}_{{n-1}}{\bar x}_{{n-2}}...x_{1}{\bar x}_{0}E$

…

$F_{{{2^{n}}-2}}=x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{1}{\bar x}_{0}E$

$F_{{{2^{n}}-1}}=x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{1}x_{0}E$

De obicei, cipurile decodorului sunt realizate cu ieșiri inverse ( NOT ) (adică bitul activ selectat ia valoarea zero logic).

Cuvântul binar de la intrarea decodorului este adesea numit o adresă .

Decodoare cu o unitate

Decodor binar de o unitate.

Tabelul de adevăr al unui decodor binar cu două intrări cu 4 ieșiri ( ) este prezentat în tabel: $2^{2}=4$

x0 _	unu	0	unu	0
x 1	unu	unu	0	0	ieșire activă	Numărul de referință al funcției

F0 _	0	0	0	unu	F0 _	F2.1
F1 _	0	0	unu	0	F1 _	F2.2
F2 _	0	unu	0	0	F2 _	F2.4
F3 _	unu	0	0	0	F3 _	F2.8

Decodor binar de o unitate cu trei intrări

Tabelul prezintă o diagramă a unui decodor binar complet cu trei intrări implementat pe elementele logice „ȘI” ( ȘI ) și tabelul său de adevăr .

Decodor cu 3 intrări de adresă și intrare de activare pentru 8 ieșiri (2 3 )

Diagrama logică	Abordare			Permisiune	Stare ieșire
Diagrama logică	A2 _	A 1	A0 _	E	D7 _	D6 _	D5 _	D4 _	D3 _	D2 _	D1 _	D0 _

	0	0	0	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	0	0	0	unu	0	0	0	0	0	0	0	unu
	0	0	unu	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	0	0	unu	unu	0	0	0	0	0	0	unu	0
	0	unu	0	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	0	unu	0	unu	0	0	0	0	0	unu	0	0
	0	unu	unu	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	0	unu	unu	unu	0	0	0	0	unu	0	0	0
	unu	0	0	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	unu	0	0	unu	0	0	0	unu	0	0	0	0
	unu	0	unu	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	unu	0	unu	unu	0	0	unu	0	0	0	0	0
	unu	unu	0	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	unu	unu	0	unu	0	unu	0	0	0	0	0	0
	unu	unu	unu	0	X	X	X	X	X	X	X	X
	unu	unu	unu	unu	unu	0	0	0	0	0	0	0
Decodor implementat pe elemente logice „ȘI” ( ȘI ).	Starea activă a ieșirilor este 1 logic, inactiv - 0 logic x - starea inactivă a tuturor ieșirilor, pentru diagrama din stânga - 0 logic.

Creșterea capacității decodoarelor

Din circuitele logice care sunt decodoare cu intrări de activare, este posibil să se construiască decodoare pentru un număr mai mare de intrări și ieșiri. De exemplu, din două decodoare complete cu trei intrări, puteți construi un decodor complet cu 4 intrări și 16 ieșiri. În acest caz, cei 3 biți cei mai puțin semnificativi ai cuvântului de intrare sunt alimentați ambelor decodore, iar al 4-lea bit al cuvântului este trimis la intrarea de permisiune a unuia dintre ei (cel mai mare), al 4-lea bit inversat logic ( NOT ) al cuvântului. cuvântul este trimis la intrarea de permisiune a celui de-al doilea decodor (inferior).

Exemple de aplicații

Un decodor binar cu o unitate, a cărui intrare este furnizată cu un cod binar care crește secvențial cu unu, generează un semnal „zero rulant” la ieșire, care este utilizat pe scară largă pentru a controla indicatorii matrici , indicatorii cu mai multe cifre și șapte segmente , pentru a interoga tastatura.

Un decodor binar de o unitate conectat la magistrala de adrese a unui sistem cu microprocesor se numește decodor de adrese. Semnalele sale de ieșire, aplicate intrărilor de permisiuni de citire sau scriere ale cipurilor de registru , RAM sau ROM , vă permit să inițiați o „adresă de adresă” către unul sau alt dispozitiv periferic conectat la magistrala de date .

Un decodor specializat (care este în esență un ROM care produce cuvinte de 7 biți ca răspuns la un cod de adresă de 4 biți care vine la acesta) este utilizat pentru a converti codul binar într-un afișaj de cifre zecimale pe indicatorii cu șapte segmente .

Conversie inversă a codului

Transformarea inversă este efectuată de codificator .

Vezi și

Encoder (electronică) .

Literatură

Ugryumov E.P. Circuite digitale. - Sankt Petersburg: BHV-Petersburg, 2002. - 46 p. — ISBN 5-8206-0100-9
Shilo V. L. Microcircuite TTL populare. M., Argus, 1993, ISBN 5-85549-004-1