Overview
Decodingisthereverseprocessofencoding.Duringencoding,eachbinarycodeisassignedaspecificmeaning,thatis,itrepresentsacertainsignalorobject.Theprocessof"translating"thespecificmeaningofthecodestateiscalleddecoding,andthecircuitthatimplementsthedecodingoperationiscalledadecoder.Inotherwords,adecoderisacircuitthatcantranslatethestateoftheinputbinarycodeintoanoutputsignaltoexpressitsoriginalmeaning.
Soitonsoiton mukaan lähtösignaali voi olla pulssi,korkea tai alhainen taso.
Classification
Therearemanytypesofdecoders,buttheirworkingprinciplesandanalysisanddesignmethodsaresimilar.Amongthem,binarydecoders,two-decimaldecodersanddisplaydecodersTheyarethethreemosttypicalandwidelyuseddecodingcircuits.
Binarycodedecoder,alsocalledminimumitemdecoder,takeonedecoderfromN,theminimumitemdecodergenerallytranslatesbinarycodeintodecimalcode;
Codeconversiondekooderi, joka muuntaa yksikoodin toiseksi koodiksi;
Displaydecoder,generallytranslatesacodeintoadecimalcodeoraspecificcode,andpassesthedisplaydeviceDisplaythestatusofthedecoder.
VariableDecoding
Thevariabledecoderisacombinationallogiccircuitwithmultipleoutputterminalsthattransformsninputsinto2^noutputs.Themodelcanberepresentedbythefollowingfigure.Amongallthecombinationsofinputchanges,eachoutputis1onlyonce.Sincetheminimumitemis1onlyonceinthetruthtable,theoutputistheminimumitemoftheinputvariable.combination.Therefore,thedecodercanalsobecalledtheminimumtermgeneratorcircuit.
Workingprinciple
Thedecoderisalogiccircuitwitha"translation"function.ThiscircuitcantranslatethevariousstatesoftheinputbinarycodeintocorrespondingTheoutputsignal.Somedecodersareequippedwithoneormoreenablecontrolinputterminals,whichbecomechipselectterminalstocontrolwhetherdecodingisallowedorprohibited.
Kuvassa 1,74138 on 3-johtiminen-8-johtiminen dekooderi.Kolmessa tuloliittimessä CBA on 8 tilayhdistelmää (000-111), jotka voivat koodata8 lähtösignaalia Y0—Y7.Tällä dekooderilla on kolmetoista tuloliitintä00- ja G2-asemassa. teandoutputslowlevel.Kun dekoodaus on poistettu käytöstä,setulostaakorkean tason.
InFigure2,thecircuitfordetectingthetimewaveformofthe74ls138decoderusesadigitalsignalgeneratorandalogicanalyzer.Thedigitalsignalgeneratorsendsouttwosetsof000-111squarewavesignalsinsequenceinonecycle.
Kuva 3 näyttää kahden 3-johtimisen 8-johtimisen dekooderin liittämisestä 4-johtimiseen 16-johtimiseen dekooderiin.Toisen sirun74138aktivointiliitinG1jaensimmäisen parin G2A-pääteliitin. 0000-0111.KunD=1,toinen siru74138 toimii koodin purkamiseksi ja 1000-1111:n tulosignaalin lähettämiseksi.
InFigure4,7442isabinary-decimaldecoderwith4inputterminalsand10outputterminals.Theinputsignaladopts8421BCDcode,andthebinarynumber0000-1001correspondstothedecimalnumber0-9.Whentheinputexceedsthisrange,itisinvalid,andthe10outputterminalsareallhigh.The7442circuithasnoenableterminal,soaslongastheinputiswithinthespecifiedrange,therewillbeanoutputterminalthatislow.
Picture5bitBCD—sevensegmentdisplaydecodercircuit,LEDdigitaltubewilldisplaythedecimalnumber0-9correspondingtotheBCDcode.Becausethedisplaydecodercircuitoutputsahighlevel,acommoncathodeLEDdigitaltubeshouldbeused.
Theprocessofencodinganddecodingisjusttheopposite.Theencodercangenerateasetofbinarycodesforavalidinputsignal.Someencodersareequippedwithanenableterminaltocontrolwhetherencodingisallowedorprohibited.
Thefunctionofthepriorityencoderistoallowinputsignalsatseveralinputterminalsatthesametime.Theencoderisarrangedaccordingtothepriorityorderoftheinputsignals,andonlyperformsprocessingontheonewiththehighestpriorityamongtheseveralsignalsinputatthesametime.coding.InFigure6,74147isaBCDpriorityencoder,bothinputandoutputareactivelow.Inordertoobtainaneffectiveoutputhighlevel,aninvertercanbeconnectedtoeachoutputterminal.7417hasonly1-9eachinputterminal,0inputterminalisnotconnectedtothecircuit.Thisisbecause7417stipulatesthatwhenthereisnovalidinput,theBCDcode0000of0isoutput.
Figure7isalogiccircuitthatdetectsthepriorityencoding/decodingfunction.Foreachgroundedlogicswitch,thedigitaltubewilldisplayacorrespondingdecimalnumber.Amongthe8logicswitchesattheinput,theprioritywiththecodename[7]isthehighest,andtheprioritywiththecode[0]isthelowest.
Selitä
dekooderin piirin rakenne
Kuva 1
IamdiscussingthefunctionofthedecoderLet’stakealookattheinternalstructureofthedecoder.Thefigurebelowisa2-inputdecodermainlycomposedofANDgatecircuits,withatotalof22outputs(thatis,4).Fromthefigure,eachoutputcorrespondstoone.Thesmallestitem.Inthiscircuit,whenthevalueoftheinputBAis10,whichcorrespondstothedecimalnumber2,itsF2outputishigh,andtherestoftheoutputis0.
Kuva2
Thepicturebelowisalsoa2-inputdecoder,butbecauseitmainlyusesaNANDgate,eachTheoutputcorrespondstothenegationofaminimumterm.Inthiscircuit,whentheinputBAis10,itsoutputF2isnolonger1,buttheoutputis0,andtheremainingoutputsare1.
Weregardthefollowingdecodercircuitastheoutputlowleveleffective(thatis,whentheinputvariablecorrespondstothedecimali,thecorrespondingi-thoutputterminalislowlevel,andtherestarehighLevel).Ofcourse,thepreviousdecoderisactiveathighlevel.
Kuva 3
Thetwocircuitslistedabovearethecaseof2inputs,andthesameistrueforthecaseofmorethan2inputs,thesameItcanoutputhigh-leveleffective,andoutputlow-leveleffective.
Realizelogicfunctionwithdecoder
Becauseanycombinationallogiccircuitcanbewrittenintheformofminimumtermexpression,theoutputofthedecodercircuitliststhecircuit’sAllminimumtermexpressions(ornon-expressionofminimumterms),sowemayusedecodercircuitstoimplementvariouscombinationallogiccircuits.
Esimerkki koodauksenpurkupiirin realisoimiseksi F(X,Y,Z)=∑(0,1,4,6,7)=∏M(2,3,5)
Wecanimplementthislogicfunctioninseveralways.Thefollowingfigurelistsfourmethods.Fromthesefourfigures,youshouldbeabletosummarizetherules.
Niiden joukossa:
Pictureaistherealizationmethodofhigh-leveleffectiveoutputplusORgate;
Kuva onmatalan tasontehokas ulostulo plusNAND-portti
Figurecistheimplementationmethodofhigh-leveleffectiveoutputplusNORgate;
Figuredistheimplementationmethodoflow-leveleffectiveoutputplusNANDgate;
Kuva 4
EnableInputs
Enablesareoftenencounteredinmedium-scaleintegratedcircuitsTheenablepincanbeinputoroutput.Itistheinput/outputterminalusedtoexpandthefunctionofthemedium-scaleintegratedcircuit.Thefollowingfigureaisa2-inputdecoderwithaninputE,DuetotheadditionoftheinputterminalE,itsfunctionhaschanged.WhenE=0,itsoutputisall0,andthedecoderisactiveathighlevelwhentheEterminalisnotadded.Atthistime,itsoutputNoneoftheterminalsisinavalidworkingstate,wecanunderstandthatwhenE=0,thedecoderdoesnotwork;whenE=1,weseethatthedecodercanworknormally,weputthisinputterminalinEWhen=1,theenableterminalthatcanworknormallyiscalledactivehigh.Thefigurebbelowisasimplifiedlogicalsymbol.
Kuva 5
Thefigurebelowisanexampleofusingtheenableterminaltoconverttwo2-inputdecodersinto3-inputdecoders.Inthefigurebelow,whenI2islow,theenableterminalofthefirstdecoderishighanditworksnormally,buttheseconddecoderdoesnotworkatthistime,sotheoutputofdecoder1correspondstoInput0～3ofI3I2I1;whenI2ishigh,decoder2works,anddecoder1doesnotwork,soitsoutputcorrespondstoinput4～7ofI2I1I0,sothecircuitinthefigurebelowrealizestheuseoftheenableterminalExtenda2-inputdecodertoa3-inputdecoder.
Kuva 6
Standardmedium-scaledekooderipiiri
Keskikokoisissa integroiduissa piireissä on useita tyyppejä dekoodeja.Laajimmin käytetty on 74138, joka on 3-8 dekooderi.Seuraavat kuvat näyttävätlogiikkasymbolitjapinasetelman.Se on alhainen toiminto. islow-levelactive,enableterminalG1high-levelactive,/G2,/G3islow-levelactive,kun yksi matalasta tasosta,lähtöliittimet ovatkaikki1.
Kuva 7
Esimerkiksi käytä74138:a funktion toteuttamiseksi F(X,Y,Z)=∑m(0,2,4,7)
p>
Using74138torealizethefunctionisthesameastheabove-mentioneddecodertorealizethelogicfunction,buttwopointsmustbepaidattentionto:
Theoutputof1.74138islow-leveleffective,sothelogicfunctionisrealizedWhentheoutputterminalcannotbeconnectedtoORgateandNORgate(becauseonlyoneislowleveleachtime,therestarehighlevel);
2.74138differsfromthepreviousoneinthatithasanenableterminal,Sotheenableterminalmustbeprocessed,otherwisetherequiredlogicfunctioncannotberealized.Thefollowingfigureshowsthefinalcircuit.
Kuva 8
Näytön dekoodaus
Theworkingprincipleofcommonlyuseddisplaydevices
Commondigitaldisplaysindigitalsystemsusuallyinclude:light-emittingdiodenixietubes(LEDnixietubes)andliquidcrystaldisplaynixietubes(LCDnixietubes).TheLEDdigitaltubeuseslight-emittingdiodestoformstrokesfordisplayingnumberstodisplaynumbers.BecausetheLEDsemitlight,theLEDdigitaltubeissuitableforvariousoccasions.Theliquidcrystaldisplaydigitaltubeusestheliquidcrystalmaterialtoabsorblightundertheactionofalternatingvoltage,andthereisnostrokewithouttheactionofthealternatingelectricfield,soitcandisplaythenumber,butbecausetheliquidcrystalmaterialmusthavelightItcanonlybeused,soitcannotbeusedinsituationswherethereisnooutsidelight(theLCDdisplayofportablecomputerscanbeusedatnightundertheactionofbacklight),butthebiggestadvantageofLCDisthatitconsumesalotofelectricity,soitiswidelyusedinDigitaldisplayofsmalldevicessuchassmallcalculators.
ThefollowingfigureshowstheinternalstructureoftheLEDdigitaltubeandthedisplayofthenumber.ItisakindofLEDdigitaltubewithananodeconnectedinone.Weusuallycallitacommonanodedigitaltube.Sincethereisacommonanodedigitaltube,thereisacommoncathodedigitaltube.Theinternalstructureisnotdrawnhere.Pleasedrawityourself.
Kuva 9
LedDecodingDriveCircuit
kevyet emitiondiodesonlynedTobeurnondon.accordingtowhetherthecommonPoleofTheLedisananodeoraCathodEisDivideToToTypefDeCoders Oncatodeeled.
4511isaneffectivehigh-levelCMOSdisplaydecoder,itsinputis8421BCDcode,thefollowingfigureandtablerespectively4511pinarrangement,logicsymbolsandlogicfunctiontable.
Kuva 10
Kuvassa:
/LT:Testilampputanko, matalatehoinen,kun se on alhainen. Normaalisti kaikki iskut ovat vain pitkiä.
/BL:Lightisoff,low levelisactive,kun se on alhainen,syötetyn datan tilasta riippumatta,sentulo onkaikkitasoinen,eli kaikki vedot sammuvat;
/ST/LE:strobe/latchpole,whichisamultiplexedfunctionalterminal,whentheinputislow,itsoutputandTheinputvariableisrelated;whentheinputishigh,itsoutputisonlyrelatedtothestatebeforetheendishigh,andnomatterhowtheinputDCBAterminalchanges,itsdisplayedvalueremainsunchanged.
D,C,B,A:8421BCD-kooditulo,Dbitti on suurin bitti;
a～g:lähtöliitin onkorkeatasotehokas,soitslähdön pitäisi vastata katodilla varustettua digitaalista putkea.
LCDdecoderdriver
TheLCDdecoderdrivercircuitisdifferentfromtheLEDdecoderdrivercircuit.Itsoutputisnotahighleveloralowlevel,butapulsevoltage.Whenitisvalid,itsoutputisalternatingpulsevoltage,otherwiseitishighlevelorlowlevel.