二进制编码器及其应用

编码器是一种将熟悉的数字、字符或符号转换成编码格式的装置。它接受字母字符和十进制数字作为输入,并将输出作为输入的编码表示产生。

它将给定信息编码为更紧凑的形式。换句话说,它是执行解码器的相反功能的组合电路。

这些主要用于减少代表给定信息所需的比特数。在数字系统中,编码器用于传输信息。因此,传输链接使用较少的线来发送编码信息。

另外,这些编码器用于编码要存储的数据以供以后使用,因为它便于存储在可用空间上的比特较少。让我们讨论各种类型的二进制编码器。

二进制编码器

二进制编码器具有2N输入线和N个输出线,因此它将来自2n输入的信息编码为n位代码。根据所有输入线,一次只激活一个输入线,并且根据输入线,它产生n位输出代码。

下图是二进制编码器的框图,由2n个输入行和n个输出行组成。它将十进制数转换为二进制数。

编码器的输出行对应于输入值的真正二进制等效或以BCD编码形式的二进制。其中一些二进制编码器包括十进制到二进制编码器、十进制到八进制、八进制到二进制编码器、十进制到BCD编码器等。

根据输入线的数量,数字或二进制编码器以2或3个或4位代码的形式产生输出代码。

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4 - 至 - 2位二进制编码器

4个输入编码器的框图和真理表如下图所示。真相表由四行组成,因为,假设只有一个输入是值1,然后在输出处显示与启用输入相关联的相应二进制代码。

从表中可以看出,当输入w1或w3为1时,输出Yo为1,当输入w2或w3为1时,输出Y1设置为1。

4到2个编码器

4-to-2编码器的输出由下面所示的一组OR门实现的逻辑电路产生。在图a中,如果被激活的输入是Io输入(Io = 1),或者没有被激活的输入,即所有的输入都是零,编码器的输出是相同的。

这导致编码输出中的模糊性。为避免这种歧义,可以添加有效的编码输出作为附加输出,因此当IO等于1时,该输出假定值1。

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十进制到BCD编码器

这种类型的编码器通常由10行输入和4行输出组成。每个输入行对应于每个十进制数字,4个输出对应于BCD代码。

该编码器接受解码的十进制数据作为输入,并将其编码为在输出线上可用的BCD输出。

下图显示了DECIMAL与BCD编码器的基本逻辑符号以及其真实性表。真相表表示每个十进制数字的BCD代码。

由此,我们可以制定BCD位和十进制数字之间的关系。重要的是要注意十进制零没有显式输入线。当发生这种情况时,即,小数输入1到9都是零,然后BCD输出为0000。

十进制到BCD的编码器逻辑

从上表中,我们得到表达式

Y3 = d8 + d9

Y2 = d4 + d5 + d6 + d7

y = d2 + d3 + d6 + d7

y = d1 + d3 + d5 + d7 + d9

由上述表达式,十进制到BCD编码器逻辑电路可采用如下图所示的OR门集实现。

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八进制到二进制编码器

二进制编码器的八进制器由八条输入线和三条输出线组成。每个输入线对应于每个八进制数字,并且三个输出生成相应的二进制代码。

在编码器中,必须假定只有一个输入是有效的或在任何给定的时间有一个值1,否则电路没有意义。下图显示了八进制到二进制编码器的逻辑符号及其真值表。

8到3编码器框图

八进制到二进制编码器真值表

从上表中,如果数字D4或D5或D6或D7中的任何一个是1,输出Y2就变成1。因此,我们可以把它的表达式写成

Y2 = d4 + d5 + d6 + d7

类似地,Y1 = D2 + D3 + D6 + D7和

y = d1 + d3 + d5 + d7

还要观察到D0不存在于任何表达中,因此它被认为是不关心的。从上面的表达式中,我们可以使用如下图所示的一组或门来实现八进制到二进制编码器。

八进制到二进制编码的逻辑电路

在二进制编码器中存在歧义,即在所有输入为零时,将生成所有0的输出。此外,当DO为1时,生成的输出为零。这是这种类型的编码器中的一个主要问题。这可以通过指定没有额外输出的任何输入都处于活动状态的条件来解决。

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数字编码器应用程序

编码器是所有数字系统中非常常见的电子电路。在袖珍计算器的情况下,这些被用来将十进制值转换为二进制值,以执行二进制功能,如加法、减法、乘法等。

这些也用于响应于分类为轴编码器和线性编码器的运动来生成数字信号。让我们简要讨论编码器的键盘应用。

键盘编码器

这种类型的编码器函数是生成二进制代码对应于键盘上按下的字母数字字符键。下图显示了用于通过使用二极管矩阵来对BCD代码中的10个十进制数字进行编码的键盘编码器。在该电路中,BCD数据存储在S-R触发器中。

键盘编码器

当对应于某个十进制数字的键被按下时,所选二极管正偏置一个正电压,这些正偏置二极管连接到S-R触发器的设置和复位端。二极管的排列方式是这样的,每个触发器设置或重置,以产生4位BCD码。

假设按下键对应于十进制数字7,将连接到Q4,Q2和Q1的S输入的二极管是正向偏置的,其二极管连接到Q8的R输入。因此,输出BCD代码为0111。

根据编码器的逻辑图,应观察到每个S和R输入的二极管配置基本上是二极管或门。这种类型的二极管矩阵编码器用于打印电路板上,其许多电子设备具有键盘作为用户数据接口。

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