Penyahkod binari

Decoder adalah jenis gabungan Litar yang menguraikan nilai bit kecil menjadi nilai bit besar. Ia biasanya digunakan dalam kombinasi dengan pengekod yang bertentangan dengan apa yang dilakukan oleh penyahkod, jadi baca mengenai Pengekod di sini sebelum anda meneruskan dengan Penyahkod. Sekali lagi seperti Encoders terdapat banyak jenis Decoder juga tetapi jumlah baris output dalam decoder akan selalu lebih banyak daripada jumlah baris input. Kami akan belajar bagaimana penyahkod berfungsi dan bagaimana kami dapat membuatnya untuk projek kami dalam tutorial ini.

Prinsip Asas Penyahkodan:

Seperti yang diberitahu sebelumnya, penyahkod hanyalah bahagian lawan dari Encoder. Ia memerlukan sebilangan nilai binari sebagai input dan penyahkodan kemudian menjadi lebih banyak baris dengan menggunakan logik. A decoder sampel ditunjukkan di bawah yang mengambil masa dalam 2 Garis sebagai input dan saudara mereka untuk 4 Lines.

Peraturan praktikal lain dengan Decoder adalah bahawa, jika bilangan input dianggap sebagai n (di sini n = 2) maka jumlah output akan selalu sama dengan 2 ⁿ (2 ² = 4) yang merupakan empat dalam kes kita. Decoder mempunyai 2 baris input dan 4 baris output; oleh itu jenis Decoder ini dipanggil sebagai Decoder 2: 4. Dua pin input dinamakan sebagai I1 dan I0 dan empat pin output dinamakan dari O0 hingga O3 seperti yang ditunjukkan di atas.

Penting juga untuk mengetahui bahawa Decoder biasa seperti yang ditunjukkan di sini mempunyai kelemahan untuk tidak dapat membezakan antara keadaan kedua input menjadi sifar (tidak disambungkan ke litar lain) dan kedua-dua input rendah (logik 0). Kekurangan ini dapat diselesaikan dengan menggunakan Decoder Prioriti yang akan kita pelajari kemudian dalam artikel ini. Jadual kebenaran Decoder biasa ditunjukkan di bawah

Dari jadual kebenaran penyahkod kita dapat menulis ungkapan Boolean untuk setiap baris Output, ikuti saja di mana output menjadi tinggi dan membentuk logik AND berdasarkan nilai I1 dan I0. Ia sangat serupa dengan kaedah Encoder, tetapi di sini kita menggunakan logik DAN bukannya logik ATAU. Ungkapan Boolean untuk keempat-empat baris diberikan di bawah, di mana simbol (.) Mewakili DAN logik dan simbol (') mewakili TIDAK Logik

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

Sekarang kita mempunyai keempat ungkapan, kita boleh menukar ungkapan ini menjadi litar gerbang logik gabungan menggunakan gerbang DAN dan gerbang BUKAN. Cukup gunakan gerbang AND di tempat (.) Dan gerbang NOT (logik terbalik) di tempat (') dan anda akan mendapat gambarajah logik berikut.

Mari kita bina rajah litar penyahkod 2: 4 di papan roti dan periksa bagaimana ia berfungsi dalam kehidupan sebenar. Untuk menjadikannya berfungsi sebagai perkakasan anda harus menggunakan logik gerbang IC seperti 7404 untuk gerbang NOT dan 7408 untuk gerbang AND. Dua input I0 dan I1 disediakan melalui butang tekan dan output diperhatikan melalui lampu LED. Sebaik sahaja anda membuat sambungan di papan roti, ia akan kelihatan seperti ini dalam gambar di bawah

Papan ini dikuasakan oleh bekalan + 5V luaran, yang pada gilirannya menggerakkan Gerbang IC walaupun pin Vcc (pin 14) dan ground (pin 7). Input diberikan dengan menekan butang, ketika ditekan itu adalah logik 1 dan ketika tidak ditekan memberikan logik 0, perintang tarik ke bawah dengan nilai 1k juga ditambahkan di sepanjang garis input untuk mencegah pin dari keadaan terapung. Garis output (O0 hingga O3) diberikan melalui lampu LED merah ini, jika mereka menyala itu adalah logik 1 yang lain adalah logik 0. Kerja lengkap litar penyahkod ini ditunjukkan dalam video di bawah

Perhatikan bahawa jadual kebenaran untuk setiap input dipaparkan di sudut kiri atas dan LED juga menyala dengan cara yang sama tertib. Begitu juga kita boleh membuat diagram logik gabungan untuk semua jenis Decoder dan membinanya pada perkakasan seperti ini. Anda juga boleh melihat IC penyahkod yang tersedia sekiranya projek anda sesuai.

Kekurangan Decoder standard:

Sama seperti Encoder, Decoder standard juga mengalami masalah yang sama, jika kedua-dua input tidak disambungkan (logik X) output tidak akan kekal sebagai sifar. Sebaliknya Decoder akan menganggapnya sebagai logik 0 dan bit O0 akan dibuat tinggi.

Penyahkod Keutamaan:

Oleh itu, kami menggunakan Priority Decoder untuk mengatasi masalah itu, decoder jenis ini mempunyai pin input tambahan yang dilabelkan sebagai "E" (Enable) yang akan dihubungkan dengan pin yang sah dari Decoder keutamaan. The gambarajah blok untuk keutamaan Decoder ditunjukkan di bawah.

Jadual kebenaran untuk Encoder Prioriti juga ditunjukkan di bawah, di sini X menunjukkan tiada sambungan dan '1' mewakili logik tinggi dan '0' mewakili logik rendah. Perhatikan bahawa bit pengaktifan adalah 0 ketika tidak ada sambungan pada baris Input dan oleh itu garis output juga akan tetap sifar. Dengan cara ini kita akan dapat mengatasi kekurangan yang disebutkan di atas.

Seperti biasa dari jadual kebenaran, kita dapat mendorong ungkapan Boolean untuk garis output O0 hingga O3. Ungkapan Boolean untuk jadual kebenaran di atas ditunjukkan di bawah. Sekiranya anda melihat lebih dekat, anda dapat melihat bahawa ungkapannya sama dengan penyahkod 2: 4 biasa tetapi bit Aktifkan (E) telah dibuat untuk DAN dengan ungkapan itu.

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

Gambarajah logik gabungan untuk ungkapan Boolean di atas boleh dibina dengan menggunakan beberapa Inverter (NOT Gates) dan 3-input AND gerbang. Cukup ganti simbol (') dengan penyongsang dan simbol (.) Dengan gerbang AND dan anda akan mendapat gambarajah Logik berikut.

3: 8 Penyahkod:

Terdapat juga beberapa Decoder urutan lebih tinggi seperti Decoder 3: 8 dan Decoder 4:16 yang lebih biasa digunakan. Penyahkod ini sering digunakan dalam pakej IC untuk kerumitan litar. Adalah sangat biasa untuk menggabungkan penyahkod turutan rendah seperti Decoder 2: 4 untuk membentuk Decoder tertib yang lebih tinggi. Sebagai contoh kita tahu bahawa Decoder 2: 4 mempunyai 2 Input (I0 dan I1) dan 4 Output (O0 hingga O3) dan Decoder 3: 8 mempunyai tiga input (I0 hingga I2) dan Lapan Output (O0 hingga O7). Kita boleh menggunakan formula berikut untuk mengira bilangan penyahkod pesanan rendah (2: 4) yang diperlukan untuk membentuk penyahkod pesanan lebih tinggi seperti Decoder 3: 8.

Nombor yang diperlukan Decoder Pesanan Rendah = m2 / m1 Di mana, m2 -> jumlah output untuk Decoder pesanan rendah m1 -> bilangan output untuk Decoder pesanan lebih tinggi

Dalam kes kami, nilai m1 akan menjadi 4 dan nilai m2 akan menjadi 8, jadi menerapkan nilai-nilai ini dalam formula di atas kami dapat

Nombor yang diperlukan 2: 4 Decoder untuk 3: 8 Decoder = 8/4 = 2

Sekarang kita tahu bahawa kita memerlukan dua Decoder 2: 4 untuk membentuk Decoder 3: 8, tetapi bagaimana seharusnya kedua-duanya dihubungkan untuk berkumpul. Gambarajah blok di bawah menunjukkan begitu

Seperti yang anda lihat, input A0 dan A1 dihubungkan sebagai input selari untuk kedua-dua penyahkod dan kemudian Enable pin Decoder pertama dibuat untuk bertindak sebagai A2 (input ketiga). Isyarat terbalik A2 diberikan kepada Enable pin of decoder kedua untuk mendapatkan output Y0 hingga Y3. Di sini output Y0 hingga Y3 disebut sebagai empat minterms lebih rendah dan output Y4 hingga Y7 disebut sebagai empat minterms lebih tinggi. Minterms tertib rendah diperoleh dari penyahkod kedua dan minterma tertib lebih tinggi diperoleh dari penyahkod pertama. Walaupun satu kelemahan ketara dalam reka bentuk gabungan ini adalah, Decoder tidak akan mempunyai pin Enable yang menjadikannya rentan terhadap masalah yang telah kita bincangkan sebelumnya.

4:16 Penyahkod:

Mirip dengan Decoder 3: 8 Decoder 4:16 juga boleh dibina dengan menggabungkan dua Decoder 3: 8. Untuk Decoder 4: 16 kita akan mempunyai empat input (A0 hingga A3) dan enam belas output (Y0 hingga Y15). Manakala, untuk Decoder 3: 8 kita hanya akan mempunyai tiga input (A0 hingga A2).

Kami telah menggunakan formula untuk mengira bilangan Decoder yang diperlukan, dalam hal ini nilai m1 akan 8 kerana decoder 3: 8 mempunyai 8 output dan nilai m2 akan menjadi 16 kerana decoder 4:16 mempunyai 16 output, jadi menerapkan nilai-nilai ini dalam formula di atas yang kita dapat

Nombor yang diperlukan 3: 8 Decoder untuk 4:16 Decoder = 16/8 = 2

Oleh itu, kita memerlukan dua Decoder 3: 8 untuk membina Decoder 4:16, susunan kedua Decoder 3: 8 ini juga akan serupa dengan yang kita buat sebelumnya. Gambarajah blok untuk menghubungkan kedua-dua Decoder 3: 8 ini ditunjukkan di bawah.

Di sini output Y0 hingga Y7 dianggap sebagai lapan minterms lebih rendah dan output dari Y8 hingga Y16 dianggap sebagai lapan minterms lebih tinggi. Minterms kanan bawah dibuat secara langsung menggunakan input A0, A1 dan A2. Isyarat yang sama juga diberikan kepada tiga input Decoder pertama, tetapi pin Enable dari decoder pertama digunakan sebagai Pin input keempat (A3). Isyarat terbalik dari input keempat A3 diberikan kepada pin pengaktifkan Dekoder kedua. Decoder pertama menghasilkan nilai lapan minterms yang lebih tinggi.

Permohonan:

Decoder biasanya digunakan dalam kombinasi dengan Encoder dan oleh itu mereka berdua menggunakan aplikasi yang sama. Tanpa Decoder dan Encoders elektronik moden seperti telefon bimbit dan Laptop tidak akan mungkin dilakukan. Beberapa aplikasi Decoder penting disenaraikan di bawah.

• Aplikasi Isyarat Urutan
• Aplikasi Isyarat Masa
• Talian rangkaian
• Elemen ingatan
• Rangkaian Telefon