Dekoder

En dekoder (dekoder) ( eng. dekoder ) i digital elektronik er et kombinationskredsløb, der konverterer en n-bit binær , ternær eller k-talskode til en n-ær en-enhedskode, hvor er bunden af talsystemet . $\k^{n}$ $\k$

En kode med én enhed er en sekvens af bit, der kun indeholder én aktiv bit / trit ; de resterende bits/trits i sekvensen er inaktive.

Aktiv bit/trit - bit/trit lig med enten en eller nul (afhænger af implementeringen af dekoderen/trit):

eller lig med den inverse ( NOT ) værdi af den aktive bit/trit;
enten i 3. lavimpedanstilstand med høj belastningskapacitet eller i højimpedanstilstand med meget lav belastningskapacitet.

Det logiske signal er aktivt på udgangen, hvis sekvensnummer svarer til den binære, ternære eller k-ære kode.

Den binære ( k=2 ) dekoder fungerer således:

et binært ord på n bit føres til indgangen på dekoderen . Antallet af gyldige inputkombinationer af n bit er ; $2^{n}$
ved udgangen af dekoderen dannes et binært ord ud fra antallet af bit mindre end eller lig med . Udgangsordet har altid én aktiv bit lig med 1 eller 0, de resterende bit er inaktive. Aktivitet 0 eller 1 afhænger af den specifikke implementering af dekoderen. De inaktive bits har enten alle den inverse tilstand af den aktive bit, eller de overføres til den 3. højimpedanstilstand . $2^{n}$

Dekodere er enheder, der udfører binære , ternære eller k-ary logiske funktioner (operationer).

Logiske funktioner i en binær dekoder

Den binære dekoder fungerer efter følgende princip.

Lad dekoderen have n indgange. Indgangene er et binært ord . Ved udgangene dannes en kode , hvis bitdybde er mindre end eller lig med . Cifferet bliver aktivt, hvis nummer er lig med den numeriske repræsentation af inputordet. Under udledningens aktivitet forstås vedtagelse af værdien af en logisk enhed, et logisk nul eller en overførsel til en højimpedanstilstand - en nedlukning; den specifikke værdi afhænger af den anvendte dekoderimplementering. Resten af cifrene forbliver inaktive. Den maksimalt mulige ordlængde af outputordet er . $x_{{n-1}}x_{{n-2}}...x_{0}$ $F_{0}F_{1}...$ $2^{n}$ $2^{n}$

Dekoderen kaldes komplet , hvis antallet af udgange er lig med den maksimalt mulige ordlængde af udgangsordet ( ). Dekoderen kaldes ufuldstændig , hvis en del af inputbittene ikke bruges (det vil sige, at antallet af udgange er mindre end ). $2^{n}$ $2^{n}$

For eksempel, hvis for en fuld binær dekoder ( k=2 ) antallet af input bits er n=3 , og ordet 010 2 =2 10 kommer til input, vil 2 3 = 8 bits være tilgængelige ved output , af hvor kun én vil være aktiv - 2. bit. Denne bit vil være enten 1 eller 0 (implementeringsafhængig), og de resterende bit vil være inaktive (enten 0 eller 1, eller i en højimpedanstilstand ).

Driften af en en-enhedsdekoder, hvis aktive udgangssignaler tager værdien af en logisk enhed, er beskrevet af et system af konjunktioner :

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

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

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

…

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

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

Ofte er dekodere suppleret med et input E (fra engelsk enable ) - "enable work input" (enable). Hvis denne indgang modtager et aktivt logisk signal (et eller nul), så går en af dekoderens udgange i aktiv tilstand, ellers er alle udgange inaktive, uanset indgangenes tilstand.

Driften af en enkelt-enhedsdekoder med en ekstra indgang E er beskrevet af systemet af konjunktioner :

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

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

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

…

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

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

Typisk laves dekoderchips med inverse ( NOT ) udgange (det vil sige, at den aktive valgte bit antager værdien af logisk nul).

Det binære ord ved indgangen til dekoderen kaldes ofte en adresse .

En-enhedsdekodere

Binær binær en-enheds dekoder.

Sandhedstabellen for en to-input binær dekoder med 4 udgange ( ) er vist i tabellen: $2^{2}=4$

x0 _	en	0	en	0
x 1	en	en	0	0	aktiv udgang	Funktionsreferencenummer

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

Tre-input binær en-enheds dekoder

Tabellen viser et diagram over en komplet tre-input binær dekoder implementeret på logiske elementer "AND" ( AND ) og dens sandhedstabel .

Dekoder med 3 adresseindgange og aktiveringsindgang for 8 udgange (2 3 )

Logisk diagram	Adresse			Tilladelse	Output status
Logisk diagram	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	en	0	0	0	0	0	0	0	en
	0	0	en	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	0	0	en	en	0	0	0	0	0	0	en	0
	0	en	0	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	0	en	0	en	0	0	0	0	0	en	0	0
	0	en	en	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	0	en	en	en	0	0	0	0	en	0	0	0
	en	0	0	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	en	0	0	en	0	0	0	en	0	0	0	0
	en	0	en	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	en	0	en	en	0	0	en	0	0	0	0	0
	en	en	0	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	en	en	0	en	0	en	0	0	0	0	0	0
	en	en	en	0	x	x	x	x	x	x	x	x
	en	en	en	en	en	0	0	0	0	0	0	0
Dekoder implementeret på logiske elementer "AND" ( AND ).	Den aktive tilstand af udgangene er logisk 1, inaktiv - logisk 0 x - den inaktive tilstand af alle udgange, for diagrammet vist til venstre - logisk 0.

Forøgelse af kapaciteten af dekodere

Fra logiske kredsløb, der er dekodere med aktiveringsindgange, er det muligt at bygge dekodere til et større antal ind- og udgange. For eksempel kan du fra to fulde tre-indgange dekodere bygge en komplet dekoder med 4 indgange og 16 udgange. I dette tilfælde føres de 3 mindst signifikante bit af inputordet til begge dekodere, og den 4. bit af ordet sendes til tilladelsesinputtet for en af dem (højest), den logisk inverterede ( NOT ) 4. bit af ord sendes til tilladelsesindgangen på den anden dekoder (nedre).

Applikationseksempler

En binær dekoder med én enhed, hvis indgang forsynes med en binær kode, der sekventielt øges med én, genererer et "running nul"-signal ved udgangen, som er meget brugt til at styre matrixindikatorer , flercifrede syv-segmentindikatorer , for at polle tastaturet.

En en-enheds binær dekoder forbundet til adressebussen i et mikroprocessorsystem kaldes en adressedekoder. Dens udgangssignaler, påført læse- eller skrivetilladelsesindgangene i registeret , RAM- eller ROM-chips , giver dig mulighed for at starte en "adresseadresse" til en eller anden perifer enhed, der er tilsluttet databussen .

En specialiseret dekoder (som i det væsentlige er en ROM , der producerer 7-bit ord som svar på en 4-bit adressekode, der kommer til den) bruges til at konvertere den binære kode til en visning af decimalcifre på syv-segmentindikatorer .

Omvendt konvertering af koder

Den omvendte transformation udføres af encoderen .

Se også

Encoder (elektronik) .

Litteratur

Ugryumov E.P. Digitalt kredsløb. - St. Petersborg: BHV-Petersburg, 2002. - 46 s. — ISBN 5-8206-0100-9
Shilo V. L. Populære TTL-mikrokredsløb. M., Argus, 1993, ISBN 5-85549-004-1