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sábado, 20 de agosto de 2016

Codificadores y decodificadores

DECODIFICADORES Y CODIFICADORES

    Los sistemas digitales contienen datos o información que está en alguna forma de código binario, los cuales se operan de alguna manera. En esta parte se examinan circuitos combinatorios, cuyas aplicaciones incluyen:
1. Cambio de datos de una forma a otra.
2. Tomar datos y enrutarlos a uno de varios destinos.
3. Decodificación de datos para despliegues visuales.


    Muchos de los circuitos lógicos que cumplen estas funciones están ahora como circuitos integrados en la categoría de Mediana Escala de Integración (MSI - Medium Scale Integration).


DECODIFICADORES

   Un decodificador es un circuito lógico combinacional, que convierte un código de entrada binario de N bits en M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Puesto que cada una de las entradas puede ser 1 o 0, hay 2N combinaciones o códigos de entrada. Para cada una de estas combinaciones de entrada sólo una  de laS M salidas estará activada 1, para lógica positiva; todas las otras salidas estarán en 0. Muchos decodificadores se diseñan para producir salidas 0 activas, lógica negativa, donde la salida seleccionada es 0 mientras que las otras son 1.


DECODIFICADOR DE BINARIO A OCTAL


Puede hacerse referencia a este decodificador de distintas maneras, todas ellas válidas y usuales. Pude llamarse un decodificador de 3 líneas a 8 líneas (3x8), porque tiene tres líneas de entrada y ocho de salida. También recibe el nombre de convertidor o decodificador de binario a octal, porque toma un código de entrada binario de tres entradas y produce un 1 en una de las ocho (octal) salidas correspondientes a ese código. A veces se hace referencia al circuito como un decodificador 1 de 8, porque una de las 8 salidas se activa a la vez



Diseñar un sumador completo de 2 bits, con un decodificador y compuertas externas.

Las expresiones para la suma y el acarreo para el sumador completo de 2 bits, son:

S(A, B, C) = ∑m (1,2,4,7)
C0(A, B, C) = ∑m (3, 5,6,7)

El diagrama lógico correspondiente se presenta en la figura. Puede observarse que las funciones S y C0 se generan utilizando una compuerta NAND para cada una de ellas, debido a que el decodificador entrega maxitérminos (lógica negativa).


Diseñar un decodificador BCD a 7 segmentos.
    
Algunos despliegues numéricos usan una configuración de 7 segmentos, para producir los caracteres decimales 0-9. Cada segmento puede ser un diodo emisor de luz (LED - Light Emisor Diode). La Figura muestra los patrones de los segmentos que se usan para desplegar los diferentes dígitos. Por ejemplo, para desplegar el número 6, los segmentos c, d, e, f y g se activan mientras los segmentos a y b no lo están.

    Un decodificador/manejador BCD a 7 segmentos, se usa para tomar una entrada BCD de 4 bits y desplegar el dígito decimal, después de pasar corriente por los segmentos apropiados. La lógica para este decodificador es más complicada que aquellas examinadas previamente, porque cada salida se activa para más de una combinación de entrada. Por ejemplo, el segmento e debe activarse para cualesquiera de los dígitos 0, 2, 6 y 8, lo que ocurre en cualesquiera de los códigos 0000, 0010, 0110 o 1000.








Decodificador de 2 a 4 líneas con entrada de habilitación (enable):

La tabla funcional para este decodificador es:





Diseñar un decodificador de 4x16 con 2 decodificadores de 3x8, con entrada E de habilitación.

El opuesto de este proceso de decodificación es llamado CODIFICACIÓN.

  Un codificador tiene un número de líneas de entrada, de las cuales sólo una es activada en un tiempo dado y produce un código de salida de N bits, dependiendo de cuál entrada es activada. La Figura se muestra el diagrama general de un codificador con M entradas y N salidas. Todas las entradas y salidas están en 1 cuando están activadas .  

  Se vio que un decodificador binario a octal acepta un código binario de entrada de 3 bits y activa una de las 8 líneas de salida. Un codificador octal a binario opera de la manera opuesta. Acepta ocho líneas de entrada y produce un código de 3 bits a la salida.













Codificador sin prioridad

Los circuitos codificadores pueden ser diseñados con prioridad o sin ella. En los codificadores sin prioridad con entradas activas altas, la activación de más de una entrada simultáneamente con valor 1, genera un código erróneo en la salida, de acuerdo al número de entradas excitadas con el respectivo valor. La solución de este conveniente se logra empleando codificadores de prioridad.

Codificador de prioridad

Los codificadores de prioridad seleccionan la entrada de mayor prioridad cuando se presentan varias entradas activas simultáneamente. En la tabla se muestra la lógica de entrada y de salida de un decodificador.





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