詳解編碼器和解碼器電路：定義/工作原理/應(yīng)用/真值表

編碼器和解碼器是組合邏輯電路，在其中，主要借助布爾代數(shù)實(shí)現(xiàn)組合邏輯。今天就大家了解一下編碼器和解碼器電路，分別從定義，工作原理，應(yīng)用，真值表幾個(gè)方面講述一下。

編碼器定義

編碼器是一種轉(zhuǎn)換二進(jìn)制的數(shù)字組合電路，最多 2n 個(gè)輸入行的信息到 n 個(gè)輸出行。對(duì)應(yīng)的輸入二進(jìn)制值生成輸出線。

編碼器電路

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編碼電路圖

八進(jìn)制到二進(jìn)制編碼器

它具有每個(gè)八進(jìn)制數(shù)字的輸入，總數(shù)為2。 它具有三條輸出線（根據(jù)XNUMXn輸入線編碼器將具有n條輸出線的規(guī)則）。 輸出以二進(jìn)制表示數(shù)字。

編碼器可以使用“或”門實(shí)現(xiàn)。 如果八進(jìn)制數(shù)字的值為1、1、3、5，則輸出C等于7。如果八進(jìn)制數(shù)字的值為2、3、6、7，則輸出B將為4。如果八進(jìn)制數(shù)字的值為5，則輸出AS將為6。輸入八進(jìn)制數(shù)字的值為7、XNUMX、XNUMX、XNUMX。以下布爾表達(dá)式表示輸出。

A = O4 + O.5 + O.6 + O.7

B = O2 + O.3 + O.4 + O.7

C = O1 + O.3 + O.6 + O.7

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八進(jìn)制到二進(jìn)制編碼器真值表

在桌子上實(shí)現(xiàn)的編碼器有唯一的限制。 也就是說，在任何給定時(shí)間，只有一個(gè)輸入可以處于活動(dòng)模式。 這就是為什么如果兩個(gè)輸入被激活，那么輸出線會(huì)產(chǎn)生未定義的輸出。

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讓我們舉個(gè)例子，如果輸入 O3 處于活動(dòng)狀態(tài)并且輸入 O6 也處于活動(dòng)狀態(tài)，則編碼器產(chǎn)生輸出為 111。結(jié)果既不代表 O6 也不代表 O3。 所以，有一個(gè)混亂。

為了解決這個(gè)問題，新的編碼器被設(shè)計(jì)為具有輸入優(yōu)先級(jí)，以確保一次僅啟用一個(gè)輸入。 如果在此新系統(tǒng)中將較高的數(shù)字的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高，則對(duì)于啟用的O3和O6，輸出將為110，表示二進(jìn)制數(shù)6。 這是因?yàn)镺6的優(yōu)先級(jí)高于O3。

解碼器定義

解碼器是執(zhí)行編碼器電路相反操作的組合電路。 它將來自n條輸入線的編碼信息解碼或簡化為最多2n條輸出線。

解碼器電路

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解碼器電路圖

二進(jìn)制代碼代表不同數(shù)量的信息。 n位二進(jìn)制代碼最多可以表示2n個(gè)編碼數(shù)據(jù)的不同元素。 解碼器對(duì)該信息進(jìn)行解碼并提供輸出。

解碼器被指定為輸入到輸出線解碼器的數(shù)量。 如果輸入線數(shù)為n，則最大輸出為2n。 每個(gè)輸入組合都會(huì)產(chǎn)生不同的輸出值。

為了說明解碼器的工作原理，讓我們以3：8解碼器為例。 該規(guī)范建議該電路將三個(gè)輸入線解碼為八個(gè)輸出，每個(gè)輸出代表最小項(xiàng)。 必要時(shí)，連接的“非”門會(huì)使輸入數(shù)據(jù)線反相。 AND門（總數(shù)為XNUMX）產(chǎn)生最小項(xiàng)（每個(gè)為一個(gè)輸出）。

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解碼器真值表

從真值表中，我們可以看到七個(gè)輸出值為0，一個(gè)輸出值為1。結(jié)果值為1，表示實(shí)際輸入值或最小項(xiàng)。

有一些由通用基本門（例如NAND和NOR）構(gòu)成的解碼器。 使用“與非”門既經(jīng)濟(jì)又有效。 解碼器還需要啟用編碼器之類的輸入。 當(dāng)使能輸入引腳的值為0時(shí)，解碼器將被使能。一次只能有一個(gè)輸出的值為0，其余的輸出將等于1。下面的真值表簡化了操作。

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解碼器真值表

如果E值設(shè)置為1，則電路將被禁用。與編碼器電路一樣，如果E值設(shè)置為1，將不會(huì)檢查其他輸入。 在解碼器的禁用狀態(tài)下，沒有輸出值為0，并且沒有選擇最小項(xiàng)。 許多解碼器具有多個(gè)使能引腳。 他們需要遵守邏輯操作才能充當(dāng)解碼器。

如果在解碼器上添加了使能輸入，則可以使用解碼器進(jìn)行多路分解。 并行對(duì)應(yīng)的解碼器可以構(gòu)成大型解碼器。

使用解碼器實(shí)現(xiàn)邏輯

解碼器具有2n條輸入數(shù)據(jù)線和n條輸出線。 2n代表最小項(xiàng)，n代表形成最小項(xiàng)的變量數(shù)。 如前所述，對(duì)于每種輸入組合，都有不同的輸出。

解碼器可用于實(shí)現(xiàn)邏輯門，因?yàn)椴紶柡瘮?shù)不過是最小項(xiàng)之和。 與解碼器連接的“或”門可以實(shí)現(xiàn)布爾函數(shù)的邏輯。

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啟用解碼器

編碼器和解碼器的應(yīng)用

編碼器電路和解碼器電路已在智能數(shù)字設(shè)備中得到應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儗?duì)于當(dāng)今的數(shù)字時(shí)代至關(guān)重要。其中一些重要的應(yīng)用是

1、現(xiàn)代電動(dòng)機(jī)的速度控制。

2、夜視攝像機(jī)

3、金屬探測(cè)器

4、編碼器電路在機(jī)器人車輛中的應(yīng)用

5、自動(dòng)化系統(tǒng)–尤其是家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。

6、自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)具有不同類型的編碼器電路。

7、編碼器電路已用于加密通信系統(tǒng)中。

?審核編輯：湯梓紅