二进制编码器及其应用程序

编码器是将熟悉的数字或字符或符号转换为编码格式的设备。它接受字母字符和十进制数量作为输入,并将输出产生为输入的编码表示。

它把给定的信息编码成更紧凑的形式。换句话说,它是一种执行与解码器相反功能的组合电路。

它们主要用于减少表示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,传输链路使用更少的线路来传输编码信息。

此外,这些编码器用于编码将要存储供以后使用的数据,因为它简化了在可用空间上存储更少的位。让我们讨论各种类型的二进制编码器。

二进制编码器

一个二进制编码器有2n个输入行和n个输出行,因此它将2n个输入的信息编码成一个n位的代码。从所有的输入行中,每次只有一个输入行被激活,并且根据输入行,它产生n位的输出代码。

下图显示了二进制编码器的框图,由2N输入线和N输出线组成。它将十进制数转换为二进制数。

编码器的输出线对应于真正的二进制等同物或以输入值的二进制的BCD编码形式。这些二进制编码器中的一些包括小数到二进制编码器,小数到八进制,八进制,二进制编码器,小数到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 - 2位二进制编码器

4输入编码器的框图和真值表如下图所示。真值表由四行组成,因为假定只有一个输入的值是1,那么与启用的输入相关联的相应二进制代码将在输出中显示。

从表中观察到的是输出yo是1当输入W1或W3为1时,当输入W2或W3为1时,输出Y1也被设置为1。

4到2编码器

由4-2编码器的输出由由一组或门实现的逻辑电路产生,如下所示。在图A中,如果激活的输入是IO输入(IO = 1),或者如果没有激活输入,则编码器的输出是相同的,则所有输入都为零。

这将导致编码输出的模糊性。为了避免这种歧义,可以添加一个有效的encode输出作为附加输出,因此当Io等于1时,这个输出假设为1。

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十进制到BCD编码器

这种类型的编码器通常由十条输入线和4个输出线组成。每个输入线对应于每个十进制数字,4个输出对应于BCD代码。

该编码器接受解码后的十进制数据作为输入,并将其编码为输出行上可用的BCD输出。

下图给出了十进制到BCD编码器的基本逻辑符号及其真值表。真值表表示每个十进制数字的BCD码。

由此我们可以得出BCD位与十进制位之间的关系。需要注意的是,小数零没有显式的输入行。当这种情况发生时,即小数输入1到9都为零,则BCD输出为0000。

十进制到BCD编码器逻辑

从上表中,我们得到表达式为

Y3 = D8 + D9

Y2 = D4 + D5 + D6 + D7

Y1 = D2 + D3 + D6 + D7

Y0 = D1 + D3 + D5 + D7 + D9

根据上述表达式,可以通过使用如下图所示的一组或门来实现小数点到BCD编码器逻辑电路。

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八进制到二进制编码器

一个八进制到二进制编码器由8个输入行和3个输出行组成。每个输入行对应每个八进制数字,三个输出产生相应的二进制代码。

在编码器中,应假设只有一个输入处于活动状态或在任何给定时间具有值1,否则电路没有含义。下图显示了八进制对二进制编码器的逻辑符号以及其真值表。

8至3编码器框图

八进制到二进制编码器真值表

从上表中,如果任何数字D4或D5或D6或D7是一个,则输出Y2变为1。因此,我们可以将其表达写为

Y2 = D4 + D5 + D6 + D7

同理,Y1 = D2 + D3 + D6 + D7

Y0 = D1 + D3 + D5 + D7

此外,还可以观察到,D0在任何表达式中都不存在,因此它被认为不关心。从上面的表达式,我们可以实现八进制到二进制编码器使用集合或门如下图所示。

八进制到二进制编码器逻辑电路

八进制到二进制编码器有歧义性,当所有的输入都是0时,就会产生一个全是0的输出。同样,当Do为1时,生成的输出为零。这是这类编码器的一个主要问题。这可以通过指定一个条件来解决,即没有一个输入是活动的,但有额外的输出。

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数字编码器应用

编码器是所有数字系统中使用的非常常见的电子电路。在掌握计算器的情况下,这些用于将十进制值转换为二进制文件,以便执行二进制功能,例如添加,减法,乘法等。

这些也用于产生数字信号响应的运动,分类为轴编码器和线性编码器。让我们简要讨论编码器的键盘应用。

键盘编码器

这种类型的编码器功能是生成对应于键盘上按下的字母数字字符键的二进制代码。下图显示了一个键盘编码器,使用二极管矩阵来编码BCD码的10位十进制数字。在该电路中,BCD数据存储在S-R触发器中。

键盘编码器

当按下对应于十进制数字之一的密钥时,所选择的二极管被正电压向前偏置,并且这些二极管偏置,并且这些连接到S-R触发器的集合和复位端子。二极管布置以这样的方式制造,使得每个触发器设置或重置以产生4位BCD码。

假设按下十进制数字7对应的键,连接Q4、Q2、Q1 S输入端的二极管和连接Q8 R输入端的二极管都是正向偏置的。因此,输出BCD码为0111。

从编码器的逻辑图可以看出,在每个S和R输入端的二极管结构本质上是一个二极管或门。这种类型的二极管矩阵编码器用于印刷电路板上的许多电子设备的键盘作为用户数据接口。

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