Dekodéry

V číslicové technice jsou informace zobrazeny ve tvaru čísel, písmen a dalších značek, které jsou vyjádřeny v určitém zakódovaném tvaru, převážně jako skupiny nul a jedniček. Kód je pravidlo, podle kterého přiřazujeme určité kombinaci nul a jedniček určité číslo (znak) a naopak. Kódové slovo je kombinace bitů zobrazujících určitý znak. Kódování je přiřazování kódových slov určitým znakům.

Protože v různých zařízeních může být výhodné tutéž informaci vyjádřit v různých místech odlišnými kódy, vzniká nutnost převodu informace z jednoho kódu do jiného kódu. To umožňují převodníky (měniče, konvertory) kódů.V praxi se používá velké množství kódů. Každý kód má své výhody i nevýhody. Kódy se používají při aritmetických operacích a při přenosu dat.

Přímý dvojkový kód

Je to kód, který jednoznačně přiřazuje dané číslici 0 až 15 pro čtyřbitové dvojkové číslo.

BCD kód (BINARY CODED DECIMAL) - 8421 kód

Do češtiny lze tento výraz vyjádřit jako dvojkově kódovaná desítková číslice. Jedná se tedy o desítkové číslice 0 až 9 vyjádřené čtyřmi bity ve dvojkové soustavě. Je výhodný pro sčítání a patří mezi tzv. váhové kódy.

Grayův kód

Je kód, u kterého se mezi následujícími čísly mění jen jediný bit. Tím se dosahuje velmi malých chyb v přenosu. Tento kód patří mezi tzv. cyklické kódy.

Obr. 1: Tabulka kódů

Kodér (enkodér) je zařízení s mnoha vstupy a výstupy, které automaticky převádí informace z původního nebo přirozeného souboru znaků do jiného (provádí zakódování informace). V užším slova smyslu je kodér zařízení pro převod desítkových čísel do binárního kódu.

Dekodér je zařízení s mnoha vstupy a výstupy, sloužící pro automatický převod informací z jednoho kódu do jiného; má opačnou funkci než kodér. V užším slova smyslu je to zařízení pro převod binárního čísla na desítkové číslo.

Dekodéry jsou složeny často z hradel NAND. Převodník kódu 1 z 10 na kód BCD převádí desítkové číslo na vstupu na číslo v BCD kódu na výstupu. Přiřazuje každé kombinaci vstupních proměnných A1, A2, … A10 kombinaci výstupních proměnných v kódu BCD.

Úloha:

Navrhněte a realizujte kodér pro převod desítkového čísla do kódu BCD 8421, tj. do dvojkového čísla o čtyřech bitech:

Řešení:

Označíme jednotlivé proměnné pro danou logickou funkci a jejich logické stavy:

Obr. 2: Pravdivostní tabulka dekodéru

Obr. 3: Schéma zapojení dekodéru

1.  Činnost kodéru ověřte pomocí výukového systému rc2000:

a) Modulem LOG SELECTOR zadávejte vstupní kombinace a modulem LOG PROBE sledujte výstupní hodnoty.

b) Připojením k PC INTERFACE v módu digitální vstup/výstup zkontrolujte správnost obvodu.

2.   Správnost zapojení a činnost logické funkce Y proveďte pomocí SW Multisim 11.

3.  Ověřte činnost dané logické funkce na nepájivém poli.

4.   Zakreslete do sešitu pravdivostní tabulku měřené logické funkce a porovnejte je se zadanými.

 

Dekodér pro zjištění přítomnosti čísla

Navrhněte a realizujte dekodér pro zjištění přítomnosti binárního čísla 0110:

Řešení:

Dekodér musí převést každou číslici daného binárního čísla na logickou hodnotu 1, aby byla přítomnost binárního čísla identifikována. Tento požadavek lze realizovat použitím invertorů a logického členu AND.

Obr. 4: Schéma zapojení dekodéru

1.   Činnost logické funkce Y ověřte pomocí výukového systému rc2000:

a) Modulem LOG SELECTOR zadávejte vstupní kombinace a modulem LOG PROBE sledujte výstupní hodnoty.

b) Připojením k PC INTERFACE v módu digitální vstup/výstup zkontrolujte správnost obvodu.

2.   Správnost zapojení a činnost logické funkce Y proveďte pomocí SW Multisim 11.

3.   Ověřte činnost dané logické funkce na nepájivém poli.

4.   Zakreslete do sešitu pravdivostní tabulku měřené logické funkce a porovnejte je se zadanými.

 

Dekodér pro převod dvojkového čísla

Navrhněte a realizujte dekodér pro převod dvojkového čísla z kódu BCD na Grayův kód:

Řešení:

Obr. 5: Pravdivostní  tabulka dekodéru BCD

Vyjádříme si logické funkce pro jednotlivé proměnné použitím pravidel Booleovy algebry nebo pomocí Karnaughovy mapy.

Získáme tyto logické funkce:

Realizujeme výsledné logické funkce pomocí hradel NAND:

Obr. 6: Schéma zapojení dekodéru BCD

1.  Činnost dekodéru ověřte pomocí výukového systému rc2000:

a) Modulem LOG SELECTOR zadávejte vstupní kombinace a modulem LOG PROBE sledujte výstupní hodnoty.

b) Připojením k PC INTERFACE v módu digitální vstup/výstup zkontrolujte správnost obvodu.

2.   Správnost zapojení a činnost logické funkce Y proveďte pomocí SW Multisim 11.

3.   Ověřte činnost dané logické funkce na nepájivém poli.

4.   Zakreslete do sešitu pravdivostní tabulku měřené logické funkce a porovnejte je se zadanými.

Zdroje

• CZ.1.07/1.5.00/34.0093 Inovace výuky na VOŠ a SPŠ Šumperk

Obrázky

• Archiv autora