Цифровые схемы - Кодеры

Энкодер - комбинационная схема, которая выполняет обратную операцию Декодера. Он имеет максимум 2 n входных и n выходных строк. Это произведет двоичный код, эквивалентный входу, который является активным Высоким. Следовательно, кодер кодирует 2 n входных строк с помощью n битов. Опционально представлять сигнал включения в энкодерах.

4 к 2 Энкодер

Пусть с 4 по 2 энкодер имеет четыре входа Y 3 , Y 2 , Y 1 и Y 0 и два выхода A 1 и A 0 . Блок-схема кодера с 4 по 2 показана на следующем рисунке.

4 к 2 Энкодер

В любое время только один из этих 4 входов может иметь значение «1», чтобы получить соответствующий двоичный код на выходе. Таблица истинности кодера с 4 по 2 показана ниже.

входные Выходы
Y 3 Y 2 Y 1 Y 0 А 1 А 0
0 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1

Из таблицы Truth мы можем записать логические функции для каждого вывода как

$$ A_ {1} = Y_ {3} + Y_ {2} $$

$$ A_ {0} = Y_ {3} + Y_ {1} $$

Мы можем реализовать две вышеупомянутые логические функции, используя два входа ИЛИ. Принципиальная схема датчика 4–2 показана на следующем рисунке.

Схема от 4 до 2 энкодера

Вышеприведенная принципиальная схема содержит два вентиля ИЛИ. Эти вентили ИЛИ кодируют четыре входа двумя битами

Восьмеричное в двоичный кодировщик

Восьмеричный в двоичный кодировщик имеет восемь входов, от Y 7 до Y 0 и три выхода A 2 , A 1 и A 0 . Восьмеричное в двоичный кодировщик - всего лишь 8 - 3 кодировщика. Блок-схема восьмеричного и двоичного кодировщика показана на следующем рисунке.

Восьмеричное в двоичный кодировщик

В любое время только один из этих восьми входов может иметь значение «1» для получения соответствующего двоичного кода. Таблица истинности восьмеричного кодера приведена ниже.

входные Выходы
Y 7 Y 6 Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 Y 0 А 2 А 1 А 0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0
1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1

Из таблицы Truth мы можем записать логические функции для каждого вывода как

$$ A_ {2} = Y_ {7} + Y_ {6} + Y_ {5} + Y_ {4} $$

$$ A_ {1} = Y_ {7} + Y_ {6} + Y_ {3} + Y_ {2} $$

$$ A_ {0} = Y_ {7} + Y_ {5} + Y_ {3} + Y_ {1} $$

Мы можем реализовать вышеупомянутые логические функции, используя четыре входа ИЛИ. Принципиальная электрическая схема восьмеричного кодера показана на следующем рисунке.

Восьмеричная схема двоичного энкодера

Приведенная выше принципиальная схема содержит три 4-входных ИЛИ вентиля. Эти вентили ИЛИ кодируют восемь входов тремя битами.

Недостатки кодировщика

Ниже приведены недостатки нормального энкодера.

  • Существует неоднозначность, когда все выходы энкодера равны нулю. Потому что это может быть код, соответствующий входам, когда только наименее значимый вход равен единице или когда все входы равны нулю.

  • Если активен высокий уровень для более чем одного входа, то кодер выдает выходной сигнал, который может быть неправильным кодом. Например , если Y 3 и Y 6 равны '1', то кодер выдает 111 на выходе. Это не эквивалентный код, соответствующий Y 3 , когда это «1», ни эквивалентный код, соответствующий Y 6 , когда это «1».

Итак, чтобы преодолеть эти трудности, мы должны назначить приоритеты каждому входу кодера. Тогда на выходе кодера будет (двоичный) код, соответствующий активному высокому входу (входам), который имеет более высокий приоритет. Этот кодировщик называется приоритетным кодером .

Приоритетный кодировщик

Приоритетный энкодер с 4 по 2 имеет четыре входа Y 3 , Y 2 , Y 1 и Y 0 и два выхода A 1 и A 0 . Здесь у входа Y 3 самый высокий приоритет, а у входа Y 0 самый низкий приоритет. В этом случае, даже если несколько входов имеют значение «1» одновременно, на выходе будет (двоичный) код, соответствующий входу, который имеет более высокий приоритет .

Мы рассмотрели еще один вывод, V , чтобы узнать, действителен ли код, доступный на выходах, или нет.

  • Если хотя бы один вход кодера равен «1», то код, доступный на выходах, является действительным. В этом случае выход V будет равен 1.

  • Если все входы энкодера равны «0», то код, доступный на выходах, недопустим. В этом случае выход V будет равен 0.

Таблица истинности приоритетного энкодера с 4 по 2 показана ниже.

входные Выходы
Y 3 Y 2 Y 1 Y 0 А 1 А 0 В
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 Икс 0 1 1
0 1 Икс Икс 1 0 1
1 Икс Икс Икс 1 1 1

Используйте 4 переменных K-карты для получения упрощенных выражений для каждого вывода.

K Карта

Упрощенные булевы функции

$$ A_ {1} = Y_ {3} + Y_ {2} $$

$ A_ {0} = {Y_ 3} + {Y_ {2}} 'Y_ {1} $

Аналогично, мы получим булеву функцию выхода V как

$$ V = Y_ {3} + Y_ {2} + Y_ {1} + Y_ {0} $$

Мы можем реализовать вышеупомянутые булевы функции, используя логические элементы. Принципиальная схема 4–2 приоритетного датчика показана на следующем рисунке.

Приоритетный кодировщик

Вышеприведенная принципиальная схема содержит два вентиля ИЛИ с 2 входами, один вентиль ИЛИ с 4 входами, один вентиль И с 2 входами и инвертор. Здесь комбинация логического элемента И инвертора используется для создания действительного кода на выходах, даже если несколько входов равны «1» одновременно. Следовательно, эта схема кодирует четыре входа двумя битами на основе приоритета, назначенного каждому входу.