Un codificador és un circuit digital que converteix un conjunt d'entrades binàries en un codi binari únic. El codi binari representa la posició de l'entrada i s'utilitza per identificar l'entrada específica que està activa. Els codificadors s'utilitzen habitualment en sistemes digitals per convertir un conjunt paral·lel d'entrades en un codi de sèrie.

El principi bàsic d'un codificador és assignar un codi binari únic a cada entrada possible. Per exemple, un codificador de 2 a 4 línies té 2 línies d'entrada i 4 línies de sortida i assigna un codi binari únic de 4 bits a cadascuna de les 2^2 = 4 combinacions d'entrada possibles. La sortida d'un codificador sol ser activa baixa, és a dir, només una sortida està activa (baix) en un moment donat, i les sortides restants estan inactives (alta). La sortida baixa activa es selecciona en funció del codi binari assignat a l'entrada activa.

Hi ha diferents tipus de codificadors, inclosos codificadors de prioritat, que assignen una prioritat a cada entrada, i codificadors ponderats binaris, que utilitzen un sistema de ponderació binari per assignar codis binaris a les entrades. En resum, un codificador és un circuit digital que converteix un conjunt d'entrades binàries en un codi binari únic que representa la posició de l'entrada. Els codificadors s'utilitzen àmpliament en sistemes digitals per convertir les entrades paral·leles en codis sèrie.

Un codificador és un circuit combinacional que realitza l'operació inversa de a Descodificador . Té un màxim de 2^n línies d'entrada i 'n' línies de sortida , per tant codifica la informació de 2^n entrades en un codi de n bits. Produirà un codi binari equivalent a l'entrada, que és actiu Alt. Per tant, el codificador codifica 2^n línies d'entrada amb 'n' bits.

alfabet a nombre

Codificador

Tipus de codificadors

Hi ha diferents tipus de codificadors que s'esmenten a continuació.

• Codificador de 4 a 2
• Codificador octal a binari (codificador de 8 a 3)
• Codificador decimal a BCD
• Codificador de prioritat

Codificador de 4 a 2

El codificador 4 a 2 consta de quatre entrades Y3, Y2, Y1 i Y0 i dues sortides A1 i A0 . En qualsevol moment, només una d'aquestes 4 entrades pot ser '1' per obtenir el codi binari respectiu a la sortida. La figura següent mostra el símbol lògic del codificador 4 a 2.

Codificador de 4 a 2

La taula de veritat de 4 a 2 codificadors és la següent.

js conjunt

Expressió lògica per a A1 i A0:

A1 = Y3 + Y2 A0 = Y3 + Y1>

Les dues funcions booleanes anteriors A1 i A0 es poden implementar mitjançant dues portes OR d'entrada:

Implementació mitjançant OR Gate

Codificador octal a binari (codificador de 8 a 3)

El codificador 8 a 3 o el codificador octal a binari consta de 8 entrades : Y7 a Y0 i 3 sortides : A2, A1 i A0. Cada línia d'entrada correspon a cada dígit octal i tres sortides generen el codi binari corresponent. La figura següent mostra el símbol lògic d'octal al codificador binari.

llista doblement enllaçada

Codificador octal a binari (codificador de 8 a 3)

La taula de veritat per al codificador de 8 a 3 és la següent.

Expressió lògica per a A2, A1 i A0.

A2 = Y7 + Y6 + Y5 + Y4 A1 = Y7 + Y6 + Y3 + Y2 A0 = Y7 + Y5 + Y3 + Y1>

Les dues funcions booleanes anteriors A2, A1 i A0 es poden implementar mitjançant quatre entrades O portes .

Implementació mitjançant OR Gate

Codificador decimal a BCD

El codificador decimal a binari normalment consta de 10 línies d'entrada i 4 línies de sortida . Cada línia d'entrada correspon a cada dígit decimal i 4 sortides corresponen al codi BCD. Aquest codificador accepta les dades decimals descodificades com a entrada i les codifica a la sortida BCD que està disponible a les línies de sortida. La figura següent mostra el símbol lògic del codificador decimal a BCD:

Codificador decimal a BCD

La taula de veritat del decimal a Codificador BCD és el següent.

Expressió lògica per a A3, A2, A1 i A0.

 A3 = Y9 + Y8 A2 = Y7 + Y6 + Y5 +Y4 A1 = Y7 + Y6 + Y3 +Y2 A0 = Y9 + Y7 +Y5 +Y3 + Y1>

Les dues funcions booleanes anteriors es poden implementar mitjançant portes OR.

codi de nombre aleatori c

Implementació mitjançant OR Gate

Codificador de prioritat

Un codificador de prioritat de 4 a 2 té 4 entrades : Y3, Y2, Y1 i Y0, i 2 sortides : A1 i A0. Aquí, l'entrada, Y3 té el màxima prioritat , mentre que l'entrada, Y0 té el prioritat més baixa . En aquest cas, encara que més d'una entrada sigui '1' al mateix temps, la sortida serà el codi (binari) corresponent a l'entrada, que està tenint prioritat més alta . La taula de veritat per al codificador de prioritat és la següent.

L'expressió lògica de A1 es mostra a continuació.

Expressió lògica

L'expressió lògica per a A0 es mostra a continuació.

Expressió lògica

javascript onclick

Les dues funcions booleanes anteriors es poden implementar com.

Codificador de prioritat

Hi ha alguns errors que solen passar als codificadors que s'esmenten a continuació.

• Hi ha una ambigüitat, quan totes les sortides del codificador són iguals a zero.
• Si hi ha més d'una entrada activa alta, aleshores el codificador produeix una sortida, que pot ser que no sigui el codi correcte.

Per tant, per superar aquestes dificultats, hauríem d'assignar prioritats a cada entrada del codificador. Aleshores, la sortida del codificador serà el codi corresponent a les entrades altes actives, que tenen una prioritat més alta.

Aplicació de codificadors

• Els codificadors són circuits electrònics molt comuns utilitzats en tots els sistemes digitals.
• Els codificadors s'utilitzen per traduir els valors decimals al binari per tal de realitzar funcions binàries com sumes, restes, multiplicacions, etc.
• Altres aplicacions especialment per als codificadors prioritaris poden incloure la detecció d'interrupcions en aplicacions de microprocessador.

Avantatges de l'ús de codificadors en lògica digital

• Reducció del nombre de línies: Els codificadors redueixen el nombre de línies necessàries per transmetre informació de múltiples entrades a una única sortida, cosa que pot simplificar el disseny del sistema i reduir el cost dels components.
• Fiabilitat millorada: En convertir múltiples entrades en un únic codi de sèrie, els codificadors poden reduir la possibilitat d'errors en la transmissió d'informació.
• Rendiment millorat: Els codificadors poden millorar el rendiment d'un sistema digital reduint la quantitat de temps necessària per transmetre informació de múltiples entrades a una única sortida.

Inconvenients de l'ús de codificadors en lògica digital

• Augment de la complexitat: Els codificadors solen ser circuits més complexos en comparació amb multiplexors , i requereixen components addicionals per implementar.
• Limitat a aplicacions específiques: Els codificadors només són adequats per a aplicacions on s'ha de convertir un conjunt d'entrades paral·leles en un codi de sèrie.
• Flexibilitat limitada: Els codificadors tenen una flexibilitat limitada, ja que només poden codificar un nombre fix d'entrades en un nombre fix de sortides.
• En conclusió, els codificadors són circuits digitals útils que tenen els seus avantatges i desavantatges. L'elecció d'utilitzar o no un codificador depèn dels requisits específics del sistema i de les compensacions entre complexitat, fiabilitat, rendiment i cost.

GATE CS Corner Preguntes

Practicar les preguntes següents us ajudarà a posar a prova els vostres coneixements. Totes les preguntes s'han fet a GATE en anys anteriors o a les proves simulades de GATE. És molt recomanable que les practiqueu.

1. GATE CS 2013, pregunta 65
2. GATE CS 2014 (conjunt 3), pregunta 65