Un codificador es un dispositivo que convierte números, letras y símbolos familiares en forma codificada. Acepta caracteres alfabéticos y números decimales como entrada y produce una salida como una representación codificada de la entrada.
Codifica la información especificada en un formato más compacto. En otras palabras, es un circuito combinacional que funciona de manera opuesta a un decodificador.
Se utilizan principalmente para reducir la cantidad de bits necesarios para representar cierta información. Los sistemas digitales utilizan codificadores para transmitir información. Por tanto, el enlace de transmisión utiliza menos líneas para transmitir la información codificada.
Además, estos codificadores pueden almacenar menos bits en el espacio disponible y, por lo tanto, se utilizan para codificar datos que se almacenan para su uso posterior. Describe los diferentes tipos de codificadores binarios.
Tabla de contenido
codificador binario
Un codificador binario tiene 2n líneas de entrada yn líneas de salida, por lo que codifica información de 2n entradas en un código de n bits. De todas las líneas de entrada, solo una línea de entrada está activa a la vez y se genera un código de salida de n bits dependiendo de la línea de entrada.
La siguiente figura muestra un diagrama de bloques de un codificador binario con 2n líneas de entrada yn líneas de salida. Convierte un número decimal a un número binario.
La línea de salida del codificador corresponde al verdadero equivalente binario del valor de entrada o a la forma codificada en BCD binario. Estos codificadores binarios incluyen codificadores de decimal a binario, de decimal a octal, de octal a binario y de decimal a BCD.
Dependiendo del número de líneas de entrada, los codificadores digitales o binarios producen códigos de salida en forma de códigos de 2, 3 o 4 bits.
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Codificador binario de 4 a 2 bits
El diagrama de bloques y la tabla de verdad del codificador de 4 entradas se muestran en la siguiente figura. La tabla de verdad consta de cuatro filas. Se supone que solo una entrada tiene el valor 1, por lo que el código binario correspondiente asociado con esa entrada válida aparecerá en la salida.
En la tabla, podemos ver que si la entrada w1 o w3 es 1, la salida Yo se establece en 1, y si la entrada w2 o w3 es 1, la salida Y1 se establece en 1.
La salida del codificador 4 a 2 se genera mediante un circuito lógico implementado por un conjunto de puertas OR, como se muestra a continuación. En la figura a, la salida del codificador es la misma si la entrada activada es la entrada Io (Io = 1) o si no hay ninguna entrada activada, es decir, todas las entradas son cero.
Esto crea ambigüedad en la salida codificada. Para evitar esta ambigüedad, puede agregar cualquier salida codificada válida como salida adicional. Esto hace que esta salida asuma el valor 1 si Io es igual a 1.
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Codificador de decimal a BCD
Este tipo de codificador normalmente consta de 10 líneas de entrada y 4 líneas de salida. Cada línea de entrada corresponde a cada dígito decimal y las cuatro salidas corresponden a un código BCD.
Este codificador acepta datos decimales decodificados como entrada y los codifica en una salida BCD que se puede utilizar en la línea de salida.
La siguiente figura muestra el símbolo lógico básico de un codificador de decimal a BCD y su tabla de verdad. La tabla de verdad representa el código BCD para cada dígito decimal.
A partir de esto podemos formular la relación entre los bits BCD y los números decimales. Es importante tener en cuenta que no existe una línea de entrada explícita para el cero decimal. Cuando ocurre esta condición, las entradas decimales 1-9 son todas 0 y la salida BCD es 0000.
De la tabla anterior, obtenemos la siguiente fórmula:
Y3 = D8 + D9
Y2 = D4 + D5 + D6 + D7
Y1 = D2 + D3 + D6 + D7
Y0 = D1 + D3 + D5 + D7 + D9
A partir de la ecuación anterior, el circuito lógico del codificador decimal a BCD se puede implementar utilizando un conjunto de puertas OR como se muestra en la siguiente figura.
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codificador octal a binario
El codificador octal a binario consta de 8 líneas de entrada y 3 líneas de salida. Cada línea de entrada corresponde a cada dígito octal y las tres salidas producen el código binario correspondiente.
El codificador supone que sólo una entrada está activa o tiene el valor 1 en un momento dado. Si no, el circuito no tiene sentido. La siguiente figura muestra los símbolos lógicos de un codificador octal a binario y su tabla de verdad.
De la tabla anterior, si alguno de los dígitos D4 o D5 o D6 o D7 es 1, la salida Y2 será 1. Por tanto, la expresión se puede escribir como:
Y2 = D4 + D5 + D6 + D7
De manera similar, Y1 = D2 + D3 + D6 + D7 y
Y0 = D1 + D3 + D5 + D7
Además, D0 no está presente en ninguna expresión, por lo que se considera que no importa. A partir de la ecuación anterior, podemos implementar un codificador de octal a binario usando una serie de puertas OR como se muestra en la siguiente figura.
El codificador de octal a binario tiene una ambigüedad: si todas las entradas son 0, producirá una salida totalmente 0. Además, si Do es 1, la salida producida es 0. Este es un gran problema con este tipo de codificador. Esto se puede resolver especificando una condición de que no haya ninguna entrada activa en la salida adicional.
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Aplicación de codificador digital
Los codificadores son circuitos electrónicos muy comunes que se utilizan en todos los sistemas digitales. En el caso de las calculadoras de bolsillo, estas se utilizan para convertir valores decimales a valores binarios para poder realizar funciones binarias como suma, resta y multiplicación.
También se utilizan para generar señales digitales en respuesta al movimiento y se clasifican en codificadores de eje y codificadores lineales. Una breve descripción de la aplicación de teclado del codificador.
codificador de teclado
Este tipo de función de codificador genera un código binario que corresponde a las teclas alfanuméricas presionadas en el teclado. La siguiente figura muestra un codificador de teclado utilizado para codificar 10 dígitos decimales de un código BCD utilizando una matriz de diodos. En este circuito, los datos BCD se almacenan en un flip-flop SR.
Cuando se presiona la tecla correspondiente a uno de los dígitos decimales, el diodo seleccionado se polariza directamente mediante un voltaje positivo y se conecta a los terminales de configuración y reinicio del flip-flop SR. La disposición de los diodos está hecha de tal manera que cada flip-flop se activa o reinicia para generar un código BCD de 4 bits.
Supongamos que si se presiona la tecla correspondiente al decimal 7, los diodos conectados a las entradas S de Q4, Q2 y Q1 están polarizados en directa, y el diodo conectado a la entrada R de Q8 también está polarizado en directa. Por lo tanto, el código BCD de salida será 0111.
En el diagrama lógico del codificador, podemos ver que la configuración de diodo de cada entrada S y R es esencialmente una puerta OR de diodo. Este tipo de codificador de matriz de diodos se utiliza en las placas de circuito impreso de muchos dispositivos electrónicos que tienen un teclado como interfaz de datos de usuario.
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